喷灌和软管灌溉两用机组水量分布特性与试验

喷灌和软管灌溉两用轻小机组具有喷灌和软管灌溉两种灌水方式,且有高度可升降、喷幅可调等特点.采用理论分析和试验验证相结合的方法,对该机组水量分布特性进行了研究,分析了影响机组水量分布特性的因素,计算了机组在配置喷灌和软管灌溉系统时的喷灌强度、均匀系数,结果表明,影响机组水量分布均匀性的主要因素是所配置灌水器的水量分布特性、灌水器配置间距、行走速率、土壤和地形、风速等.在室内试验时,机组喷灌均匀系数达95%以上,软管灌溉均匀系数达90%,可满足灌溉需要.     

考虑水滴运动蒸发的喷灌水量分布模拟

提出了有风条件下喷头水滴运动与喷灌水量分布模拟方法,并利用Visual Basic 6.0开发了喷灌水量分布模拟软件.该软件在已知单喷头的径向水量分布数据时,可以模拟出不同风速、风向、空气温湿度等环境条件下单喷头或多喷头组合的喷灌水量分布,计算出喷灌系统的组合喷灌强度、喷灌均匀系数和蒸发损失率.以9708A型喷头为例,分别对工作压力为0.20、0.25和0.30 MPa下单喷头径向水量分布以及喷灌系统组合间距为14 m x 14 m和14 m×12 m时的喷灌水量分布进行了模拟,并与实测值进行了对比,结果表明:模拟的单喷头径向水量分布与实测值总体一致,由模拟水量分布推算的喷头流量与实测值的相对误差为0.83％ ～8.01％;喷灌均匀系数模拟值与实测值的相对误差为0.69％～6.36％,蒸发损失率模拟值为0.51％ ～ 1.75％,小于实测的水量损失率.模拟了不同组合间距下的喷灌水量分布,得到的喷灌均匀系数模拟值与其他软件比较,相对误差在0.11％ ～2.44％之间.     

“喷头水力性能及喷灌条件下土壤水分空间分布特性的研究”通过鉴定

由中国农业科学院农业气象研究所李久生研究员主持完成的教育部留学回国人员科研启动基金“喷头水力性能及喷灌条件下土壤水分空！司分布特性的研究”子1998年11月25日通过农业部组织的专家鉴定。来自中国科学院、中国水利水电科学研究院、清华大学、中国农业大学和中国农科院的专家认真审查了课题提供的技术文件后认为，该课题属十应用基础研究，选题符合当前喷灌技术发展的需要，研究内容是国际喷灌学术界关注的重要问题；课题对非圆形喷嘴水滴运动的数学模拟。喷头转动均匀性以及喷灌条件下土壤含水率的空间分布特性和冠层对喷洒水量分布…     

小麦中后期田间微喷灌土壤水分运移模拟分析

针对小麦中后期微喷灌湿润区域分布特点,探讨了小麦专用微喷带在不同灌溉影响因素下小麦中后期根区土壤水分运移与分布规律。通过试验测量了微喷带在不同灌溉压力下灌水强度,将有效湿润区域划分为4个子区域,得出不同灌水强度作为灌溉边界条件。考虑小麦根系吸水情况下,建立微喷灌土壤水分运动方程及求解条件。利用HYDRUS-2D模型进行微喷灌数值模拟,通过对比分析模拟结果和试验数据,证明数值模拟能够有效反应土壤含水率分布情况。对微喷带在不同灌溉压力、不同灌水下限和不同铺设间距影响因素下进行模拟分析,结果表明:在灌溉压力0.15 MPa时,有效湿润区域大且水分分布满足小麦根系需求;以田间持水量的60%作为小麦灌水下限,有利于降低微喷带铺设成本、节约灌溉水量和提高灌水利用率;在铺设间距440 cm时,根部土壤水分分布呈一条均匀带状且均匀度都在90%左右。本研究可为小麦专用微喷带铺设与运行提供合理作业参数,同时为小麦节水灌溉提供理论参考。      

滚移式喷灌机压力对喷灌均匀性影响

为解决喷灌机械的喷灌均匀性差、移动不方便等问题,研制一种操控简单、适应性强的大型滚移式喷灌机,对其水量分布均匀系数和喷灌强度进行试验.试验采用单因素多重比较设计方法,选取距进水端距离分别为40,150,260 m处为测试处,喷灌压力分别为0.20,0.25,0.30,0.35,0.40 MPa,并运用Design-expert软件进行分析,研究各喷灌压力在各测试处对水量分布均匀系数和喷灌强度的影响.结果表明,各测试处的压力对水量分布均匀系数的影响均为显著性差异,且随喷灌压力上升,水量分布均匀系数升高.对喷灌强度的影响呈正相关性,但喷灌压力高于0.30 MPa时影响不显著.喷灌压力在0.40 MPa时,水量分布均匀系数平均可达88.75%,喷灌强度为12.3 mm/h,各处的水量分布均匀系数和喷灌强度能够保持均匀一致,并能够稳定作业,达到最优状态,完全满足大型滚移式喷灌机的性能要求.该项研究对于促进滚移式喷灌机推广和应用具有重要意义,为其深入研究提供了参考依据.     

喷灌条件下土壤水分入渗的数学模拟

采用摇臂式喷头喷灌时,地表处于蒸发和入渗的交替变化过程。在室内模拟了单喷头喷洒时土壤水分的运移过程。试验结果显示,当上边界条件同时考虑蒸发和喷灌时,模拟的土壤水分分布与用平均喷灌强度模拟的结果相比更接近于实测的土壤水分,但是2种情况模拟的土壤水分分布区域一致。水量平衡计算显示,随着喷灌时间的增加,2种方法模拟的土壤含水量相差较小,逐渐接近实测值。     

不同基质下番茄根区土壤水盐分布规律试验研究

为了探索番茄根区土壤水盐分布规律,对三种基质、两种不同灌水量条件下以及三种基质、两种不同灌水量、两种施肥量条件下番茄根区土壤水分和土壤盐分的变化特征进行试验研究。结果表明:育苗箱育苗以及盆栽定植情况下,各基质处理土壤水分与土壤盐分均随着时间的推移而呈现增大的趋势;各基质高灌水量下各土层土壤水分及土壤盐分均比低灌水量下大;灌水后底层土壤水分与土壤盐分略高于表层。而育苗阶段S1基质土壤水分与土壤盐分在垂直方向上分布均匀,S2与S3基质在垂直方向土壤水分分布均匀,但土壤盐分分布不均匀,同时盆栽定植阶段S1与S3基质土壤盐分累积要多,淋溶风险较大,S3基质具有良好的储水作用。     

国内外喷灌技术研究现状与发展趋势

综述了近年来有关喷灌技术研究的进展,包括盐碱地喷灌淋洗效果、喷灌对非盐碱地土壤入渗的影响,喷灌对非盐碱地土壤水分分布及其运动的影响,喷灌对作物生长的影响;在此基础上,提出了今后一段时间,我国喷灌技术研究的重点:深入探讨盐碱地喷灌技术参数确定方法,喷灌不同技术参数下的滨海盐碱地土壤水分、盐分分布特征及运移过程,作物根系及地上部分生理生化指标等响应过程,喷灌条件下盐碱地土壤水盐调控方法。     

关于喷灌规划设计中洒水分布效率的基准值

日本在旱地灌溉规划设计基准中,关于喷头洒水均匀度,规定以洒水分布效率(Ep=h_(min)/h×100％)60％作为设计基准值来进行喷灌设备的选型与布置。但该值是以水分渗入土壤后将进行扩散,使水量分布的均匀性大大地得到改善为前提的。考虑到水量分布不匀,将对作物生长产生明显的影响,又规定分布效率以85％为准。为了进一步验证水在土壤中扩散运移,及其对灌溉水量分布均匀性的影响,日本有人做了以下试验研究。     

喷灌条件下土壤水分运动状况分析

喷灌条件下土壤的水分运动状况包括两个过程 :①土壤水分的渗吸和再分布过程 ;②土壤水分的蒸发过程。1　土壤水分的渗吸和再分布过程1.1　土壤水分的渗吸过程渗吸过程的强弱决定喷灌水分进入土壤的数量。它不仅关系到对当季作物的供水数量 ,而且也关系到土壤深层水分的贮量。1.1.1　土壤渗吸与土壤导水率喷灌条件下土壤入渗属于非饱和土壤的无压入渗过程。这种入渗过程的推动力 ,主要是基模吸力 (即吸附力和毛管力 )。重力虽有一定的作用 ,但与基模吸力比较 ,其作用很小。故在非饱和入渗过程中 ,土壤水分总是由土壤吸力低 (湿润 )的地方向…     

Soil moisture distribution patterns under surface and subsurface drip irrigation systems in sandy soil using neutron scattering technique

This study was carried out at the experimental field station of the Atomic Energy Authority in Anshas, Egypt, by the aim of assessing the soil moisture status under surface and subsurface drip irrigation systems, as a function of the variation in the distance between drippers along and between laterals. Moisture measurements were carried out using neutron moisture meter technique, and water distribution uniformity was assessed by applying Surfer Model. The presented data indicated that the soil moisture distribution and its uniformity within the soil profile under surface drip was to great extent affected by the distance between drippers rather than that between laterals. Generally, the soil moisture distribution under using 30-cm dripper spacing was better than of that under 50 cm. Under subsurface drip irrigation, the allocation of the irrigation system was the factor that dominantly affected the moisture trend under the studied variables. Installing the system at 30 cm from the soil surface is the one to be recommended as it represents the active root zone for most vegetable crops, beside it leads to a better water saving in sandy soils than that allocated at 15 cm depth.     

The areal distribution of soil moisture under sprinkler irrigation

The areal distributions of soil water content under varying uniformities of sprinkler water application were observed on two different soil types, to quantify the relationship between the subsurface distribution of soil moisture and water application on the ground surface. Field experimental results showed evidence of the importance of redistribution of the unevenly applied surface water. The water within the soil is more uniformly distributed than that applied through a sprinkler irrigation system. The extent of water redistribution within the soil profile depends mainly on the uniformity of initial soil water content and the total applied water. The distribution of water in the soil under a wide range of water application uniformities can be represented by a normal distribution function. The analyses for the influence of the number of samples on observation accuracy of soil moisture uniformity indicated that the number should not be less than nine.     

根层水肥调控对盆栽玉米生长效果的研究

采用盆栽试验,研究了不同水肥调控措施对玉米生长、根系分布及植株氮、磷、钾养分的影响。结果表明,与常规灌溉施肥处理相比,滴灌深施处理能显著提高10cm以下土层的总根长和根表面积;在试验条件下,不同处理对玉米地上、地下部含磷量影响差异不显著,在玉米生长后期对地上部氮及地上、地下部含钾量的影响差异显著,表现为常规灌溉施肥处理要显著低于土壤表层滴灌施肥、土壤深层滴灌施肥处理。玉米在3个取样时期的生物量均表现为土壤表层滴灌施肥、土壤深层滴灌施肥处理显著高于常规灌溉施肥处理,其增长率达59.0%～75.3%、30.0%～32.5%和13.6%～16.5%。     

土壤中Cr(Ⅵ)的地表径流迁移试验研究

为了探讨农田土壤中重金属的地表径流污染,以含有吸附性溶质重铬酸钾Cr(Ⅵ)的土壤为试验材料,开展了室内模拟降雨试验,以研究土壤中Cr(Ⅵ)的地表径流迁移规律.通过对比分析不同试验条件下地表径流中溶解性溶质Cr(Ⅵ)的质量浓度变化过程,及其在地表径流和地下排水溶液中流失的质量速率过程后发现,溶解性溶质Cr(Ⅵ)流失到地表径流溶液中的质量浓度随时间以乘幂函数形式减小.当试验中地下排水条件越差、土壤初始体积含水率越大、地表最大积水深度越浅时,土壤溶质流失到地表径流中的溶解性Cr(Ⅵ)质量浓度越高,相应的土壤溶质流失到地表径流中的质量速率越大.当试验中同时有地下排水和地表径流产生时,土壤中溶解性Cr(Ⅵ)流失到地下排水中的质量速率远远大于地表径流,表明土壤中溶解性Cr(Ⅵ)大部分流失在地下排水中.     

农田不同排水措施地下排水效果模拟试验研究

在地下水位较高、地表易于形成积水的中国南方地区,通过农田排水措施可以及时排除多余地表积水,快速降低地下水位,以达到排涝降渍、协同调控的目的.文中基于室内砂槽试验,揭示暗管排水、明沟排水、不同反滤体高度的反滤体排水及改进暗管排水等措施的地下排水规律及效果.结果表明:将暗管周围土体置换为高渗透性土体介质的改进暗管排水可明显提高排水流量,当土体置换高度达2 cm时(对应于田间条件40 cm),其排水流量均高于相同埋深条件下的其他排水措施,达暗管排水的1.59~1.66倍;改进暗排在地表积水消失时仍保持较大的排水流量,可达相同埋深暗管流量的2倍以上,在积水层消失后,能迅速降低农田土壤水的渍害胁迫,将地下水位降低至暗管埋设高度;各种排水措施,在地表积水即将消失时,出现了流量与水头变化幅度较大的现象.相对于各种地下排水措施,改进暗管排水在除涝降渍中存在明显优势.研究结果可为涝渍灾害易发地区高效除涝降渍减灾工程设计和建设提供参考.     

多个涝渍过程连续作用对棉花的影响

现蕾花铃期是棉花产量形成的关键生殖生长阶段,该阶段长江中下游地区处于雨季,棉田受多个涝渍过程连续作用比较常见。通过测坑试验研究发现,在多个涝渍过程连续发生的条件下,受涝3 d、涝后3 d将地下水位控制在30 cm,对现蕾开花结铃期的棉花植株正常生长有显著影响;作物相对产量Ry与受涝累积时间Tw和地下水位埋深小于某一特定值的作用时间Tx之间有极显著的二元一次相关关系;涝、渍对作物的影响不同,3年资料综合分析表明,它们对作物的影响度分别为0.676~0.713和0.287~0.324。     

葡萄分层地下滴灌滴头布设深度优化

为解决不同树龄葡萄根系的差异使得地下滴灌系统在布设应用中存在的困难,采用室内试验和HYDRUS-2D数值模拟相结合的方法,以宁夏和关中葡萄产区为例,研究了2种土质条件下分层地下滴灌土壤水分运动规律,提出了分层地下滴灌带最佳布设深度.研究结果表明,HYDRUS-2D模拟值与试验实测值具有良好的吻合度.地下滴灌带的埋深直接影响土壤水分的分布,2种土质下湿润体内部处于最佳含水率区间的土壤体积随滴头间距的增加而增大.通过适当增大浅层滴头埋深并减小深层滴头埋深可减小表层水分无效损耗.从避免水分无效消耗以及提高湿润体与根系匹配效果等角度出发,建议关中地区葡萄单滴头灌溉且适宜滴灌带布设深度为20 cm;宁夏贺兰山地区滴灌带布设深度以15 cm和45 cm为宜.     

间接地下滴灌下灌水量对枣树生理特征及果实品质的影响

通过小区试验,以地表滴灌为对照,探究红枣间接地下滴灌模式下水分的分布特征及不同灌水量对枣树生理生态指标、产量、品质的影响。间接地下滴灌下,最大的含水率出现在15~30cm土层处;而地表滴灌下,最大的含水率出现0~10cm土层处。枣树各生理生态指标,随灌水次数的增加,各处理性状差异逐渐增大,间接滴灌下中供水和高等供水枣树长势较好,低供水处理下红枣的糖分含量高,中供水处理下红枣的有机酸和VC含量高;地表滴灌处理枣树的平均单株产量高,但水分利用率最低,中供水处理不明显降低红枣单果质量和平均单株产量的前提下可以提高水分利用率;综合考虑枣树长势、产量、果实品质及水分利用率,中供水是间接地下滴灌下最佳的灌水量。     

微润灌溉技术在大棚娃娃菜种植中的应用

微润灌水器是一种新型的微灌设备,为了更好的推广应用这一设备,本文将微润灌溉技术在大棚中进行应用。试验通过对比微润灌与滴灌两种灌水器、灌水器地表和地下两种应用形式对娃娃菜生长、耗水及产量等的影响,结果表明：在娃娃菜生长期内,各处理灌水量、株高和日耗水量均随着生育期的进行先增大后减小;不同处理之间,微润灌溉娃娃菜全生育期灌水量、株高、展开外叶片数、根面积、根长、日耗水量、全生育期总耗水量和产量高于滴灌灌溉,且同一种灌水器,除灌水量、日耗水量和全生育期总耗水量外,地下灌溉各指标均高于地表灌溉;水分利用效率从大到小依次为地下滴灌>地下微润灌>地表微润灌>地表滴灌。由此可见,微润灌溉尤其是地下微润灌溉适宜用于温室作物灌溉。     

蕾铃期涝渍相随对棉花叶片光合作用与产量的影响

在棉花蕾铃期进行了涝渍相随试验,对奢水胁迫过程及涝后棉花主茎功能叶的光合作用相关指标进行了观察。结果表明,随着涝后受渍程度的增加,叶片的叶绿素相对值、净光合速率、水分利用效率逐渐降低,叶片气孔导度则有增加的趋势,减产幅度达22%以上,严重者减产近一半。根据试验结果,为促进植株尽快恢复,建议在涝解除后3~6 d将地下水位降至80 cm以下,并在涝解除后第5 d或第6 d适当追肥。