黄河水滴灌初步试验研究

本文通过黄河水滴灌试验,分析了滴头堵塞及其出流水含沙量变化情况,提出了对黄河水滴灌的一些看法,为这一先进的灌水技术在以高含沙水为水源的应用上做出了有益的探索。     

高含沙水滴灌技术研究

滴头堵塞是滴灌系统运行中的一大难题,对于高含沙水来说更为突出.针对多泥沙河道取水时引水必将引沙的现状,在分析了我国主要河道水沙分布特点的基础上,结合天然河道"水小沙少、水大沙多"的特点,提出了明暗结合式取水模式,采用枯水期明引与洪水期暗引相结合的方式,为解决多泥沙河道取水提供了新思路.利用研发的小型移动式过滤设备、简易过滤装置、可拆式灌水器等高含沙水滴灌专用设备进行组装配套,形成了适合于高含沙水的滴灌系统,使系统配套性能和运行效率均得以提高.与现有滴灌系统相比,系统造价大幅降低,堵塞率控制在5%以内,为解决高含沙水滴灌系统的易堵塞、投资高的难题提供了新途径.     

高含沙黄河水滴灌系统关键技术的研究

针对高含沙黄河水滴灌系统滴头堵塞的问题,根据滴头堵塞的内因和外因,采取内外结合、双管齐下的技术思路对首部和尾部系统进行改装。对首部的泥沙分离器进行结构优化和改进,提高其对水源中固体颗粒的分离效率,将造成滴头堵塞的外因降低;对尾部的滴头内部流道进行重新设计,在保证消能效果的前提之下,缩短流道长度和放大流道尺寸,增强滴头本身的抗堵塞能力和抗老化问题,从而解决了滴灌技术推广中的关键技术。     

乌海市引黄滴灌水净化过程中浊度及生物指标变化规律解析

高含沙水的净化处理问题成为水资源匮乏地区滴灌用水亟待解决的重要问题。为了揭示引黄滴灌水净化过程中浊度及其相关因子的变化规律,进而探求灌区滴灌器滴头堵塞的根本原因,对乌海市两个不同的黄河原水沉淀池及滴灌器出水的浊度、藻类、细菌总数和CODMn进行了取样试验分析。结果表明:平流沉淀池+网式过滤器对水体中悬浮物浊度有明显净化作用,浊度去除率为76.09%~91.90%;细菌附着生长在泥沙上,随着泥沙的沉降水中细菌总数降低;经过滤器后水中细菌繁殖加快使得细菌总数增加,达到中度堵塞水质;藻类生长繁殖受水中CODMn、高等水生植物及光合作用的影响,在一定条件下CODMn促进叶绿素生长而高等水生植物抑制其生长;泥沙对CODMn没有吸附作用,过滤器对CODMn有一定的过滤作用。     

江苏沿海地区水稻膜下滴灌供水系统水质适应性研究

新疆天业公司水稻膜下滴灌技术在江苏沿海旱作地区推广应用的技术关键之一是滴灌供水系统对江苏沿海早作地区自然河流水源水质的适应性。新疆天业公司水稻膜下滴灌供水系统的设计水源是以北方地区地下水源为设计依据，而江苏沿海地区的滴灌供水水源以自然河流水源水质为主，自然河流水源水质与北方地区地下水源水质相比在杂质含量方面差异很大。北方地区地下水源杂质主要是少量泥沙，而自然河流水源水质浑浊，水源杂质除泥沙外水体中不仅含有大量的水草、鱼虾等水生浮流生物，还程度不等地含有一些微小悬浮物质，这些水源杂质对滴灌供水系统过滤装置构成很大障碍，大大超过原供水系统过滤装置的设计过滤能力。因此，水稻膜下滴灌技术在江苏沿海旱作地区推广应用必须采取技术措施，确保滴灌供水系统的水源过滤效能，满足滴灌供水系统田间管网获得必要的压力和流量。     

高含沙水泥沙分离系统设计与分析

将地表高含沙量应用于滴灌是世界性难题,提出适宜的高含沙水滴灌泥沙分离系统是保障引黄滴灌系统安全运行的有效途径之一。采用旋流分离技术结合网式过滤技术对高含沙水进行泥沙分离,在Rietema公式计算出适用于高含沙水质特点的旋流器尺寸的基础上,为减小短路流对分离效果的影响,优化传统旋流器结构,并借助计算流体动力学软件Fluent,采用两相流模型,对优化前后旋流器内部复杂组合螺线涡运动进行数值模拟,分析内部流场湍动能分布特性、泥沙运动轨迹及旋流器壁进行泥沙磨损特性。并对比优化后泥沙分离系统溢流口、底流口泥沙浓度及溢流口泥沙去除率的模拟值与实测值,确定模拟结果的可靠性。结果表明:所设计的旋流分离器与网式过滤器组成的多级泥沙分离系统能有效分离高含沙水,改进后的水力旋流器能更有效地提高泥沙分离系统的分离效率,增加内部流场的稳定性,减小磨损区域和磨损量,提高其使用寿命,为滴灌系统稳定有效的工作提供保障。     

畜力滴灌成套设备简介

最近,我们开发出一种利用自然动力的滴灌成套设备,即畜力滴灌泵及其配套的滴灌系统。在远离电网,交通很不方便,而且水源又小的地方,用畜力提水实施滴灌,是自我建设家庭节水型粮、果、牧草等高产基地的经济而有效措施。按扬程15m、提水量1.7m~3/h计算,配移动式滴灌管400～500m,全套设施至少控制灌溉面积20亩,亩投资不足百元,1～2年可收回成本。     

新型滴灌系统及附属设备的研发与应用

针对泥沙含量高的水源和滴灌系统对水质的要求,设计了新型滴灌系统泥沙分离装置。新型滴灌系统根据灌溉需水量的要求可以适当增减泥沙分离装置的并行组数。基于自适应控制理论,设计了滴灌系统自适应控制器和二级提压滴灌自动供水系统,保证了泥沙分离系统进出口水压稳定,实现了滴灌系统自动调节各级泵流量。由于滴灌管在大量生产过程中检测系统无法立即检测出滴孔漏打的情况,造成滴孔漏打率超标而影响滴灌的灌溉效果,据此开发了滴管生产线滴孔漏打识别系统,从而避免了上述问题的发生。     

高钙镁离子地下水滴灌施肥系统堵塞效应

为了分析高钙镁离子地下水滴灌条件下施肥系统堵塞风险及综合影响效应,开展了大田春玉米田间滴灌试验.选择地下水和再生水2种灌溉水源,使用圆柱型迷宫流道灌水器和片式灌水器两类灌水器进行试验,并从灌水器堵塞及其对作物生长、产量的影响角度,对比分析了高钙镁离子地下水、再生水滴灌施肥的安全性问题,结果表明:该种高钙镁离子质量浓度(180 mg/L)地下水滴灌施肥比40~60 mg/L的再生水滴灌施肥具有更大的系统安全性问题;高钙镁离子地下水滴灌系统灌溉7次后灌水器相对平均流量Dra降至77.6%,灌水器均匀度CU降至79.9%,比再生水滴灌还低3.0%和5.3%,春玉米植株株高、茎粗、产量及水分利用效率分别比再生水降低7.4%,3.5%,3.7%,3.7%.研究可为合理利用地下水滴灌提供参考.     

对大棚重力滴灌系统的研讨

大棚滴灌系统具有节水、增产、降湿、省工、高效等许多优点 ,传统的大棚滴灌系统包括有压水源、田间首部、输水管道及配套管件、滴灌管等 ,加压主要通过水泵加压。滴灌属于小流量灌溉 ,运行时间长 ,这样运行费用就很高。对于中国农村一家一户的单棚灌溉 ,我们可以采用重力灌溉系统 ,采用一个水箱储水在适当高处形成有压水源 ,安装阀门、过滤器、主管道、支管道及滴灌管就可以灌溉作物。1　重力滴灌的优越性安装操作维修简单 ;无需加压设备 ,成本及运行费用低廉 ;可以通过灌溉系统施肥 ;灌水效率高 ,可节水 5 0 %～ 70 % ,节肥 2 0 %～ 40 % …     

宁夏引黄灌区调蓄水池水质净化效果研究

针对黄河水微灌泥沙含量高、极易堵塞灌水器的难题,开展了黄河宁夏段泥沙特性、高效节水灌溉工程配套沉沙、调蓄水池水质净化,组合过滤器泥沙去除、水质净化研究。在对大量工程运行效果监测研究的基础上,提出了不同蓄水池规模、黄河水进入蓄水池沉淀时间、组合过滤器水质净化效果,同时结合宁夏引扬黄灌区特点,推荐黄河水微灌水质净化处理模式为渠道→预沉池→调蓄池→泵站前池→加压泵站→首部砂石+叠片过滤器或筛网+叠片过滤器→输水管网→配水管网→灌水器,可为宁夏高效节水灌溉工程建设提供技术支撑。     

黄河水滴灌工程泥沙处理效果评估

黄河水含沙量大,推广滴灌技术滴头常堵塞问题难以解决。通过对宁夏典型滴灌工程水源中泥沙组成及其在泥沙处理系统中各环节泥沙含量的监测,分析泥沙处理系统不同阶段的泥沙组成及处理效果,并对现有工程设计的合理性进行评估,为节水灌溉工程规划设计提供参考。      

肥沙混施对盐碱地冬小麦耗水特性与生长的影响

为解析春限一水条件下盐碱地改良措施对小麦耗水和产量调控作用,于2015—2018年连续3个冬小麦生长季,设置耕层掺黄河泥沙(SS)、配施生物有机肥(FF)和掺黄河泥沙配施生物有机肥(SF) 3个处理,以不作处理为对照(CK),研究不同处理下农田土壤水分变化和冬小麦干物质积累规律。结果表明:连续3年产量水平为3 317. 77～5 449. 52 kg/hm~2,各处理间以SF处理的籽粒产量最高,该处理与CK相比,籽粒产量提高35%～51%;总耗水量变幅为352. 85～394. 89 mm,不同处理间总耗水量均以CK最低,以SF处理最高(361. 81～394. 89 mm);农田水分利用效率变幅为9. 01～13. 96 kg/(hm~2·mm),以SF处理最高(12. 02～13. 96 kg/(hm~2·mm)),比CK高33%～48%,其次为FF处理和SS处理,分别比CK高9%～32%、9%～18%。SS或FF处理可增加冬小麦拔节前0～200 cm土层贮水量,增大拔节至成熟阶段的耗水量及其占总耗水量的比例,促进冬小麦对土壤贮水和深层土壤水分的利用,最终提高冬小麦的生物量和籽粒产量。冬小麦籽粒产量与干物质积累量、总穗粒数呈显著正相关;水分利用效率与冬小麦耗水量、产量呈二次曲线关系。在本研究条件下,随着籽粒产量提高,水分利用效率快速增加;而随耗水量增加,各处理间水分利用效率增减表现不同。综合考虑产量、收获指数和水分利用效率,确定掺黄河泥沙配施生物有机肥处理(SF)是本研究条件下的最佳处理。     

无机吸附剂处理黄河水滴灌抗堵塞试验研究

为了解决黄河水滴灌中泥沙处理的问题,利用黄河泥沙配置出高、中、低3种含沙量水质的试验组,采用“水梦”无机吸附剂泥沙分离装置过滤3种水质进行滴灌堵塞模拟试验,监测水质变化情况并进行滴灌的抗堵性试验;观测2种滴灌带沿程流量变化规律、滴灌系统均匀度以及系统相对平均流量变化规律.结果表明:经“水梦”无机吸附剂泥沙分离装置处理后,不同含沙量下水体中的浊度及各类污染物指标得到明显降低,其中总氮、总磷、COD,BOD、浊度平均降低了23.9%,40.3%,47.0%,38.3%,97.8%.模拟大田滴灌进行8次灌水试验,依据2种滴灌带试验过程中灌水均匀度及灌水相对平均流量的变化情况可知,在实际使用过程中应采用流量更大、滴头类型为内镶贴片式的滴灌带.     

宁夏引黄灌区滴灌水肥一体化冬小麦灌溉施肥技术研究

采用2因素3水平正交试验和对比分析了宁夏引黄灌区典型区域内滴灌条件下冬小麦返青后灌溉制度。研究表明：滴灌水肥一体化可以有效的提高冬小麦对水分和养分的吸收,且表层土壤含水率、EC、pH值呈锯齿状变化。冬小麦产量和株高随着灌溉量和灌溉次数的增多而增大,灌溉量和灌溉次数对冬小麦产量呈极显著和显著影响;在滴灌水肥一体化时,冬小...     

宁夏引黄灌区不同灌水处理下春小麦光响应曲线模型研究

为提高春小麦光能利用效率、优化田间管理,开展滴灌条件下宁夏引黄灌区春小麦适宜的光响应曲线模型研究。试验以春小麦为研究对象,设置滴灌条件下5个灌水量梯度,分别为1 350 m3/hm2、1 950 m3/hm2、2 400 m3/hm2、2 850 m3/hm2、3 150 m3/hm2。测定5个处理下春小麦的光合响应过程,采用直角双曲线模型、非直角双曲线模型、指数模型、叶子飘模型、动力学模型分别对春小麦光响应曲线进行拟合比较,筛选出最优模型,并对不同灌溉处理下春小麦的光合特征参数进行计算。结果表明：随着灌溉量的增加,小麦叶片净光合速率呈增加趋势,且孕穗期大于灌浆期,各模型对处理1灌浆期光响应过程模拟的均方根误差(RMSE)介于1.19~1.55 μmol/(m2·s)之间,而处理4的均方根误差为0.85~1.12 μmol/(m2·s),其他误差指标类似,均表现为灌水量适宜的模拟效果较好。叶子飘模型拟合得出的光响应曲线精度更高,更接近于春小麦实际的光合特征,是适合宁夏引黄灌区春小麦生长的最优光响应模型。在宁夏引黄灌区滴灌条件下,适当增加灌水量,可增加春小麦对光的适应能力和有效辐射利用率,灌水量3 150 m3/hm2的处理暗呼吸速率和光补偿点最大。可见滴灌条件下灌水量大于2 400 m3/hm2时可增大春小麦光饱和点,增加有效光合范围,为增产奠定基础。     

水氮对薯田土壤水分及马铃薯产量的影响

以马铃薯品种冀张薯8号为供试材料,在宁夏半干旱区固原旱地进行了膜下不同滴灌量和施氮量对薯田土壤水分及马铃薯产量的影响试验研究。结果表明:膜下滴灌可明显提高0~40cm土层土壤水分,水肥一体化适时、适量供给马铃薯,为马铃薯块茎生长至快速膨大阶段创造了适宜的水肥环境条件,加之地膜覆盖保墒,使其在水肥最佳状态下生长发育,达到了节水、节肥、增产的作用。氮肥施肥量75~300kg/hm~2,膜下滴灌450m3/hm~2,土壤水分10.03%~17.97%,较225m3/hm~2处理增加80%~59.5%。优化出马铃薯膜下滴灌定额450m3/hm~2、氮肥225kg/hm~2最佳栽培模式,马铃薯产量2.630 175万kg/hm~2,较无氮肥处理增产36.95%,氮素生产效率31.54kg/kg,水分生产效率69.88kg/(hm~2·mm)。     

春棚西瓜利用微咸水滴灌与畦灌的应用研究

通过对春棚西瓜利用浅层地下微咸水膜下滴灌及覆膜畦灌的对比试验 ,结果表明 :3g/ L微咸水膜下滴灌比覆膜畦灌节水 6 7.7% ,增产 30 .7% ,每立方米水产量提高了 18.2 7kg,棚内温度升高 1.1℃左右 ,早上市 16 d左右 ,西瓜含糖量增加了 9.73% ,增收 12 0 15元 / hm2 。试验期间 0～ 6 0 cm土层盐分含量低于 0 .2 % ,不会对西瓜生长构成威胁。     

高含沙量黄河水滴灌泥沙分离系统研究

针对高含沙量黄河水不易用于滴灌的问题,应用旋流分离技术结合网式过滤技术对黄河水泥沙进行分离。根据黄河水的特征,利用Rietema公式进行理论计算,选取合适的旋流分离器。采用基于颗粒动力学理论的混合多相流模型与有限体积法对高浓度水沙空气三相三维流动进行模拟研究,分析内部流场,改进旋流器结构。实际应用结果表明：改进后旋流分离器与网式过滤器组成的多级泥沙分离系统能有效分离高含沙黄河水,而且耐用性强、易于维护,为滴灌系统稳定有效的工作提供保障。     

不同灌溉方式对云南大叶茶树生长发育及产量的影响研究

为了探讨不同灌溉方式对云南大叶茶树生长发育及产量的影响,为云南茶园推广节水灌溉技术提供科学依据。笔者对微喷灌、滴灌、地面灌溉等灌溉方式在茶叶生产上的应用效果进行评价,从对茶树新梢生长影响来看,节水灌溉可加深叶色,增加芽头密度和百芽重;从对茶叶生化成分影响看,节水灌溉较地面灌溉能显著增加水浸出物、茶多酚、氨基酸、儿茶素、咖啡因等茶叶生化成分;从茶叶产量来看,节水灌溉能明显增加产量,增产幅度为5.34%～6.70%,其中以滴灌增产效果最佳;从茶叶产值效果来看,节水灌溉茶园较地面灌溉茶园可增加纯收入2 092.2～3 972.0元/hm2;茶园使用节水灌溉技术,具有明显的节水效果,节水率为33.33%～50.00%。