农业机械技术问答(续10)

96.什么是渗灌? 答 渗灌是一种地下节水灌溉方法.渗灌也可称为地下的滴灌,只是用渗头代替滴头全部埋在地下,渗头的水不像滴头那样一滴一滴地流出,而是慢慢的渗流出来.实施渗灌的方法很多,大致可以分为点式和线式两种.点式渗灌(又称孔口式)是用不透水的塑料管将水送到作物根部,然后通过一种埋在地下可以慢慢渗出水的渗头进行灌溉.     

机械打孔节点渗灌管的出水特性试验

在一定水头压力和出水历时条件下，通过实验室内试验和温室内试验，测量节点渗灌管每单节管的出水量，利用均匀度公式，分别按照单位节点计算渗灌管的出水均匀度，同时考虑渗灌管与灌水毛管的粘合与否的区别。试验结果表明，机械打孔渗灌管出水流量小于一般节点渗灌管。温室内、实验室内渗灌管出水均匀度都不够高，渗灌管总出水量与时间不成线性关系；粘合后的渗灌管出水比较稳定。室内试验发现，灌水毛管的总水头损失很小，整个管路的总水头损失不大。     

微孔渗灌管水力特性的试验研究

通过试验实测的方法,对埋入地下的微孔渗灌管灌水时管路的水力特性进行了研究。结果表明,随着进水口压力、管长和微孔渗灌管透水性能的增加,微孔渗灌管水流量、沿程的水头损失和水力偏差率增大,且水头损失主要发生在微孔渗灌管靠近进水口的前半段。实际设计管网时,应综合考虑供水压力、渗灌管透水性能对水头损失的影响,确定管网中毛管的长度,保证灌水均匀度。     

供水压力对节点渗灌管出水孔工作压力影响的研究

用土槽模拟试验的方法,对渗灌灌水时供水压力与节点渗灌管出水孔的水压关系进行了试验研究,结果表明:水源供水压力越大,水头损失越大,水头对渗灌管出水均匀效果产生影响,节点式渗灌灌水时供水压力以100cm水柱左右为宜.     

渗管深埋条件下日光温室渗灌技术初步研究

采用微孔渗灌管,在埋深为35cm的条件下进行了田间试验。处理设40cm,60cm和80cm3种间距,对比了人工阻水层的效果。并对控制性分根区交替渗灌进行了初步探讨,结果表明,渗灌管深埋灌溉造成的深层渗漏量比较多,设人工阻水层能够提高灌溉水的利用效率;渗管间距在60cm时灌溉水的利用率最高,分根区交替渗灌对渗灌管深埋条件下的土壤水分剖面的影响不明显,渗管深埋时田间实际渗水速率与试验室内测定的渗水速率很接近,且随压力水头的增加呈幂函数增加。     

掩埋多孔毛管水流特性的试验研究

以渗灌毛管的灌水试验为研究对象,通过试验分析得到了掩埋毛管流量和压力的变化特性。对于任一出水孔,随着供水时间的延长,压力水头和总水头都在不断增大。但是,这个增加值并不大,仅仅只有最大压力值的10%。随着四周土壤含水量的增加,孔口内外水势梯度不断减小,出水速率也逐渐减小,流量和压力随管长方向不断减小。由于流量随时间不断减小,使得水头损失也不断减小,压力随时间增大。同时在试验中还发现,水流运动的界面并不是管道的出水孔界面,而是在出水孔四周形成的不规则多边形界面。     

土壤水分运动对渗灌技术的影响研究

采用数学模型对渗灌条件下不同的土质、初始含水率、渗管埋深、供水压力和历时的土壤水分运动进行计算分析 ,并研究其对渗灌技术的影响 ,提出了相关的设计参数。最后介绍了蔬菜大棚的渗灌实例     

土壤水分运动对渗灌技术的影响研究

采用数学模型对渗灌条件下不同的土质、初始含水率、渗管埋深、供水压力和历时的土壤水分运动进行计算分析，并研究其对渗灌技术的影响，提出了相关的设计参数。最后介绍了蔬菜大棚的渗灌实例。     

低压滴灌灌水均匀性研究

灌水均匀度是衡量滴灌系统灌水质量和水力设计的重要指标,为探究低压条件下提高灌水均匀度的方法,试验以压力补偿内镶式滴灌带和压力补偿圆柱式滴灌管为材料,测定不同毛管入口压力、敷设长度、灌水器间距的滴头流量分布及灌水均匀度。结果表明,在低压条件下,滴灌灌水均匀度随毛管入口压力的增大及敷设长度的减小而提高,随灌水器间距的增大而缓慢降低,其中毛管敷设长度影响最大,毛管类型次之,灌水器间距最小,当两种滴灌毛管入口压力在2~5 m时,灌水均匀度均高于85%,且随入口压力的减小而缓慢降低,入口压力在0.5~2 m时,灌水均匀度显著降低,压力补偿内镶式滴灌带灌水均匀度低于80%,但压力补偿圆柱式滴灌管灌水均匀度仍高于80%;当两种滴灌毛管敷设长度在40~70 m时,灌水均匀度均高于85%,且随敷设长度的增大而缓慢降低,敷设长度在70~90 m时,灌水均匀度显著降低,当压力补偿内镶式滴灌带和压力补偿圆柱式滴灌管的敷设长度分别大于75、85 m时,灌水均匀度均低于80%。因此,为满足工程设计对滴灌灌水均匀度不低于80%的要求,压力补偿内镶式滴灌带入口压力不低于2 m、敷设长度控制在75 m以内,压力补偿圆柱式滴灌管入口压力不低于0.5 m、敷设长度控制在85 m以内;为有效降低工程投资,工程设计可适当增大滴灌毛管灌水器间距。     

粗陶微孔地埋渗灌装置的性能研究

粗陶微孔地埋渗灌装置是一种渗水性好、防堵、强度高、防冻裂、防腐蚀的新型节水渗灌装置。本文阐述了该装置的规格、渗水原理、主要性能指标、鉴定方法,通过在西瓜试验田中的应用试验,证明粗陶微孔地埋渗灌装置节水效果比渠灌好,防堵性能好,最后得出该装置的创新之处。     

不同灌溉方法对保护地土壤温度的影响

采用日光温室栽培番茄的试验方法,就节点式渗灌、沟灌、滴灌、普通渗灌等4种不同的灌溉方法对土壤温度的影响进行了研究.试验结果表明,灌溉方法对土壤10 cm深处土壤温度影响不显著;沟灌与节点式渗灌、滴灌和普通渗灌处理20～50 cm土层土壤温度差异达到5%显著水平,在4种灌溉方法中,番茄全生育期0～50cm土层土壤的总积温为滴灌最高,达为6 205.4℃,比节点式渗灌,普通渗灌、沟灌分别高了10.2℃、52.9℃和118.7℃.灌水方法对土壤温度日变化的影响为:10 cm深土层土壤温度最大值节点式渗灌和普通渗灌的分别出现在13:00时和14:00时左右,滴灌在15:00时前后,沟灌出现在16:00时左右.     

蓄雨屋顶超纤渗灌系统土壤含水率分布特征

【目的】灌溉难是城市绿色屋顶发展的一个重要限制因素。为了克服屋顶灌溉难题,本文提出了一种新型的自动节水渗灌技术,即超细纤维毛细芯渗灌（超纤渗灌）。【方法】通过屋顶试验研究了该渗灌系统的土壤含水率分布特征,并评估了方向盘式超纤渗灌、环状超纤渗灌、直芯超纤渗灌的灌水均匀度。【结果】土壤含水率按照方向盘式超纤渗灌、环状超纤渗灌、直芯超纤渗灌方式递减,且3种超纤渗灌的平均土壤含水率比无渗灌高出46.7%。环状超纤渗灌与方向盘式超纤渗灌的克里斯琴森均匀系数CUC相差不大。方向盘式超纤渗灌平台以及环状超纤渗灌平台土壤含水率高于5%的时间大于95%。供水半径为25、20、15、10 cm和5 cm处,环状超纤渗灌比直芯超纤渗灌CUC分别高1.6%、4.2%、4.8%、4.3%和9.3%。【结论】超纤渗灌供水能力良好,具备自动灌溉、提高以及稳定土壤含水率的能力,将会缓解屋顶植被缺水干旱现象并促进绿色屋顶的健康运行。     

渗灌管首末端压力与茶树根区土壤水分运移关系

为探明渗灌条件下渗灌管首末端压力与土壤水分运移之间的关系,设置了3个试验小区进行不同灌水流量和灌水持续时间的试验.通过连续定点观测茶树根区(纵向30 cm深,横向30 cm宽)土壤含水率的变化和渗灌管首末端灌水压力,研究了渗灌管不同首末端压力下土壤水分运移的变化规律.研究表明:灌水前土壤含水率不仅影响土壤入渗能力,而且决定着土壤水分运移方向;渗灌管首末端压力累积值与灌水持续时间呈线性关系,当茶树根区土壤含水率达到田间持水量时,累积曲线斜率发生突变,可以利用累积曲线斜率发生突变时的灌水持续时间作为控制充分灌水(100%田间持水量)的临界值,避免土壤水分无效渗漏.该研究为渗灌系统控制灌水持续时间及研发智能化渗灌灌溉系统提供了一种参考方法.     

技术讲座 第三讲 现代地下灌溉机械设备(三)

3　现代地下渗灌系统与设备3.1　特点与应用范围3.1.1　现代地下渗灌技术是将微压水通过埋在地表下作物主要根区的透水管管壁微孔(缝)向外渗出,即与土壤毛细管对接,将水分扩散直接变为土壤水,使作物根系吸收利用的先进灌溉技术。现代地下渗灌技术与传统地下渗灌技术的主要区别在于渗水管等高科技设备的出现而带来一些渗灌工作机理与技术的革命。现代地下渗灌的关键设备为渗管,目前主要有橡塑迷网流径沿程渗水管(简称橡塑渗管)与PE塑料等距出流内镶式滴管。3.1.2　特　点和其他灌溉技术比有以下主要优点。节约用水。它比地面沟(畦)灌节水60%…     

微喷灌与陶瓷渗灌互补装置设计与试验

针对农果复合种植中农作物和果树的根系深度、灌溉时间和灌水量等指标存在明显差异,采用传统单一灌溉方式难以同时兼顾果树深根和套种作物浅根的灌溉问题,以实现深浅根高效灌溉为目标,开发一种基于水压控制的微喷灌与陶瓷渗灌互补装置。在对装置进行整体结构设计的基础上,重点对3个核心部件：渗灌压力转换器、微喷压力转换器和伸缩装置进行优化配置。对渗灌压力转换器开展二因素六水平全试验优化设计,优选出渗灌压力转换器中弹性膜片的硬度（70HA）和厚度（1.5mm）,该条件下,可使地下灌溉的工作压力范围为0.015~0.055MPa,流量10L/h,流态指数为0.004。在对微喷压力转换器进行结构设计的基础上,确定弹簧劲度系数为1.500N/m,可保证微喷头在低压下(小于0.066MPa)不喷水,理论推导出伸缩装置的临界伸长压力为0.066MPa,与试验结果（当水压达到0.066MPa时,伸缩装置开始伸长,0.15MPa时伸缩装置升至最高点,微喷头开始稳定工作）相符。制作出微喷灌与陶瓷渗灌互补装置实物模型,参照国家标准进行性能测试,并将模型应用在日光温室,结果表明：本装置以水压0.066MPa为界,低压渗灌灌溉果树深根,高压微喷灌灌溉套种作物浅根系,互补灌溉功能良好,土壤剖面含水率实测值满足设计预期。该研究可为农果复合林深、浅根的高效灌溉提供有效解决方案。     

温室集雨及低压自渗灌溉可行性研究

通过温室棚面集雨试验,及室内模拟渗灌试验,将温室棚面收集的雨水汇于地上蓄水池,利用池中水面与地下渗灌管的相对高差作为供水压力,探讨了对温室作物根区土壤进行低压微渗灌溉的可行性.结果表明,棚面径流系数fmk达0.898 9,集雨量基本上能满足温室一年三茬作物种植的需水量;在蓄水箱所能提供的供水压头范围内,基本能满足均匀供水的需要.     

渗灌管自由渗流试验分析

运用简明的手段，把微孔渗灌管置于自由状态。通过特殊的设计思路，进行渗灌管的渗水流量测定，进而研究其渗水流量的稳定性、均匀度和使用寿命等性能。试验表明：渗灌管的堵塞多是由于其自身微孔直径变小和外界生物的影响；渗水流量的稳定性、均匀度差主要是其制造工艺简单引起。同时也受渗管微孔堵塞的影响。     

新机具采撷

小型开沟铺管机为解决果园渗灌配套工程中,人工铺设管道劳动强度大、效率低、进展慢的难题,运城地区农机局组织技术人员同万荣县农机局、革新农修厂技术人员共同研制成功了适于果园作业的小型开沟铺管机。该机能满足果园渗灌毛管铺设的技术要求,毛管埋设深度为２５ｃｍ...     

非水相流体(NAPLs)在黄土中的持留特征研究

试验测定了粘土和砂土二种土壤在不同容重下水气、PCE气和水NAPL的毛管压力与饱和度的关系曲线。研究发现,容重对二种土壤毛管压力与饱和度关系有明显影响,随着容重的增大,束缚水饱和度和进气值或置换压力增加;相同容重下,重壤土的束缚水饱和度大于砂壤土的,而砂壤土残留PCE含量大于重壤土。根据压力与饱和度的关系曲线,三者之间存在一定相关性达到极显著水平。但由于毛管压力与饱和度关系曲线在多相流研究中极为重要,因此在可能的情况下尽可能采用试验手段进行测定。     

微灌毛管环状和树状布置对灌水均匀性的影响

为了提高微灌灌水质量,通过试验分别研究了毛管进口压力、长度、管径和滴头流量对毛管环状管网和树状管网灌水均匀度及其流量偏差率的影响。结果表明:两种管网结构下灌水均匀度均随毛管进口压力和毛管管径的增大而增大,随毛管长度和滴头流量的增大而减小,且相同条件下环状管网的灌水均匀度比树状管网高1%～2%;本试验条件下环状管网流量偏差率基本保持在20%以内,而树状管网流量偏差率则大于20%;环状管网灌水均匀度、流量偏差率随各因素变化的幅度小于树状管网。通过方差分析可得,毛管管径对两种管网灌水均匀度、流量偏差率影响均显著,滴头流量仅对树状管网灌水均匀度影响显著。所以,在微灌工程设计中可考虑采用毛管管网环状布置形式。