红壤蓄水渗灌水氮入渗特征研究

为研究红壤区域蓄水渗灌关键参数变化对水氮分布的影响,试验设灌水量和灌水器埋深两个因素,每个因素设3个水平,共9个处理.分析影响各因素对土壤入渗率、湿润体内含水率和硝态氮分布影响.结果表明:入渗达到稳定之前灌水量对入渗率的影大于灌水器埋深,垂向湿润锋运移距离随着灌水器埋深增加而减小,随着灌水量的增加而增加;并随着灌水器埋深加大,湿润体范围向右下方移动.土壤含水率随土壤深度增大再逐渐变小,随着灌水量的增加,土壤湿润范围增加;灌水量增加,促进硝态氮的入渗;土壤硝态氮的分布规律为由灌水器周边至湿润体边缘呈现"低-高-低"的分布态势.对土壤水氮的分布显著影响为:灌水量>灌水器埋深.增加一定的灌水量可以促进蓄水渗灌红壤水氮入渗,而增加灌水器埋深则使得湿润体范围向灌水器右下方移动;在红壤地区脐橙等经济作物灌溉中推荐采用高灌水量与深埋灌水器的方式.     

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。     

喷灌和软管灌溉两用轻小机组特性

介绍了一种新型喷灌和软管灌溉两用轻小机组的结构和工作原理,该新型灌溉机组由绞盘车提供行走动力和压力水源,通过喷水车进行喷洒灌溉.机组可配置喷灌和软管灌溉两种不同的灌水系统,满足了不同作物在不同生育期对水分的要求;喷水车安装有高度调节装置,始终使灌水器处于最佳灌水高度;机组上采用低压折射式喷头和软管洒水带等低压灌水系统,使机组的工作压力降低了30%.通过对该机组水涡轮特性、运行特性、喷洒特性的分析,确定了该机组的技术参数.喷洒试验表明,新型灌溉机组可克服受风影响较大的弱点,减少灌溉水分的漂移损失,灌水均匀度可达90%.     

灌水延续时间对作物产量及灌溉制度影响的研究

灌水延续时间是确定灌水率进而影响渠道断面大小等工程规模的重要依据。利用天津农学院灌溉试验基地2008年和2009年两个年度冬小麦试验资料率定和检验作物水模型,以作物水模型为依据,以灌溉效益最大为目标,建立了灌溉制度优化模型;采用模式法和外推法,分析确定了考虑灌水延续时间(10、15及20d)与不考虑灌水延续时间两种情况下的最优灌水时间和相应的作物产量。结果表明:不考虑灌水延续时间时,小麦的产量和效益随着灌水次数的增加而增加,并随着灌水次数的增加,相邻两次最优灌水时间间隔明显减小;考虑灌水延续时间确定的优化灌水时间,较常规不考虑灌水延续时间确定的最优灌水时间有明显的提前或延后现象;在有限供水条件下,考虑灌水延续时间进行灌溉制度优化可增加灌区总产量,因此,确定优化灌溉制度时应该考虑灌水延续时间。     

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。     

基于正交试验的三角环流流道灌水器数值模拟

针对目前灌水器结构形式单一的现状,构造出一种新型的三角环流灌水器.利用Pro/E软件完成灌水器造型,运用Fluent 6.3对灌水器内部流场进行了数值模拟.以三角环流灌水器流道的关键结构参数为因素,以灌水器的流态指数和流量为试验指标,对灌水器进行了正交试验设计,并应用极差与方差分析法分析了流道关键结构参数对流态指数和流量的影响度.结果表明,三角环流灌水器的流态指数的值在0.5左右,水力性能良好;流道宽度对流态指数的影响最显著,而流道深度、进口尺寸和单元高度对流态指数没有显著影响;流道深度、宽度、进口尺寸和单元高度对灌水器流量均有显著影响,且影响程度递减.通过多元线性回归分析,建立了灌水器流量和流态指数与流道结构参数之间的回归模型,可为三角环流灌水器结构设计与量化分析提供理论依据.     

山前平原区夏玉米对水分和密度的响应

通过田间试验,以郑单958和浚单20为试材,研究了不同密度和不同灌水处理对玉米产量和水分利用效率的影响。结果表明:不同灌水处理对产量构成影响较小;不同密度下玉米两品种的穗数和穗粒数差异显著;两品种玉米高密度比低密度处理产量平均增加16.89%;抗旱品种郑单958产量受灌水量的影响较小;浚单20灌水比不灌水处理平均增产11.40%。玉米两品种处理水分利用效率一般以不灌水处理较高,灌水处理水分利用效率均值比0水处理降低30.37%。因此,在水资源较缺乏的太行山山前平原区,选用抗旱品种进行合理密植并灌一水,对实现玉米节水与高产的统一有着重要意义。     

几种微灌灌水器均匀度试验研究

对国产的2种压力补偿式滴头、3种稳流器、1种内镶式滴灌管和1种发丝滴头进行了水力性能测试,分析灌水器不同工作压力区间内的流态指数,并以制造偏差和流态指数为主要影响因素,对灌水器进行了水力性能评价。结果表明:压力补偿式灌水器存在最优压力区间,在此区间内灌水器流态指数较小、水力特征曲线平滑;非压力补偿式灌水器在整个压力区间内流态指数稳定、水力特征曲线稳定连续;供试的5种压力补偿式灌水器制造偏差系数较大,为0.14~0.30,而2种非补偿式灌水器制造偏差系数较小(0.02左右)。通过灌水器流态指数、制造偏差系数对综合流量偏差系数的影响的分析表明:灌水器制造偏差对系统灌水均匀度的影响很大,在进行微灌工程水力设计时,应给予高度重视。     

多功能轻小型灌溉机组水力性能试验研究

多功能轻小型灌溉机组是一种新型灌溉机组,具有喷灌和软管灌溉两种灌水方式,满足了不同作物在不同生育期对水分的要求。该喷水车安装有高度调节装置,始终使灌水器处于最佳灌水高度,克服了受风影响较大的弱点,减少了灌溉水分的漂移损失,提高了灌水均匀度和利用效率。在试验室内通过对该机组水力性能试验研究,结果表明,该机组在喷灌方式下灌水均匀度要好于软管灌溉;机组行进速率在不同档位下随压力增大而增加。     

限额补灌对黄淮平原夏玉米水分利用及产量的影响

为探寻夏玉米适宜的限额灌溉控制指标,通过灌水下限(适宜水分CK1;轻旱LD;中旱MD;重旱CK2)与灌水定额(30、45、60、75、90 mm)两因素组合,研究调亏模式下限额灌溉对夏玉米耗水特性及产量的影响.结果表明,产量与耗水量呈显著的二次函数关系;同一灌水定额下,轻旱处理的总耗水量总体较大;LD60和LD75两处...     

大流量压力补偿式灌水器水力性能

为了研发一种适用于经济林灌溉的大流量压力补偿式灌水器,利用Pro/E软件完成了灌水器的三维造型,并利用激光快速成型制作出了灌水器样件,通过正交试验研究了灌水器垫片厚度、垫片硬度和基座下腔高度等补偿区结构参数对灌水器补偿区内的流态指数和额定流量(压力补偿区内的平均流量)的影响顺序及影响显著性.结果表明,下腔高度对起调压力及额定流量影响显著、垫片硬度和厚度对起调压力及额定流量影响不显著;垫片厚度对灌水器流态指数影响显著,下腔高度和垫片硬度对流态指数影响不显著;结构参数最优组合为:垫片厚度为1.3 mm,垫片硬度为50°,下腔高度为4 mm;补偿区结构参数为此组合时,灌水器补偿区间为50~400 kPa,流态指数为0.055 1,额定流量为13.10 L/h.该研究结果可为大流量压力补偿式灌水器的开发提供一定的科学依据.     

微孔陶瓷灌水器流量影响因素研究

制备了3种孔径相同但开口孔隙率不同的粘土基微孔陶瓷,将3种微孔陶瓷加工成圆片并分别组装成灌水器,以灌水器的水力性能研究为基础,详细讨论了灌溉系统的水头以及微孔陶瓷片厚度和开口孔隙率对灌水器流量的影响。结果表明,微孔陶瓷灌水器的流量与灌溉系统的水头呈正比;微孔陶瓷片的厚度和开口孔隙率对灌水器的流量均有影响,其中开口孔隙率的影响最大,厚度的影响次之;由于微孔陶瓷的渗透系数与开口孔隙率满足幂函数关系,故随着微孔陶瓷开口孔隙率的增大,灌水器的流量呈幂函数快速增大;随着微孔陶瓷片厚度的增加,灌水器的流量缓慢降低。     

不同灌溉方式对温室凤仙生长的影响

随着改革开放的深入和经济的迅猛发展,近年来我国的花卉苗木产业发展很快.特别是进入20世纪90年代以来,发展更是迅速.花卉苗木产业已经成为调整产业结构、农民致富奔小康的"朝阳产业".为此,通过滴灌、微喷灌和人工点灌3种灌溉模式,利用正交试验方法,研究了灌水量和灌水周期对温室中凤仙生长的影响,得出了3种灌溉模式的最优灌水量和灌水周期.试验表明,灌水量、灌水周期以及它们的交互作用对凤仙花生长的影响主次和程度因灌溉模式的不同而不同,确定灌水量和灌水周期时应根据灌溉模式和生产实际情况而定.     

涌泉根灌灌水器外壳材料对水力性能的影响

对使用ABS、纯HDPE、HDPE+20%EVA、LDPE+20%EVA以及40%HDPE+40%LDPE+10%LLDPE+10%EVA这5种不同外壳材料制造的涌泉根灌灌水器,从外壳材料的收缩率、弹性模量、拉伸应变特点等方面研究了外壳材料对涌泉根灌灌水器出流特性的影响.结果表明,外壳材料对涌泉根灌灌水器的水力性能影响明显:外壳材料的模塑收缩率越大,灌水器外壳与内芯流道贴合越紧密,流量就越小;灌水器外壳的刚性越强,即材料的弹性模量越大,不同压力作用下灌水器的流量相差越小;相同制造工艺下,外壳材料的自然回弹率影响灌水器的制造偏差,材料的回弹性越好,得到的灌水器流量偏差越小.因此,为了得到制造偏差小、水力性能良好的涌泉根灌灌水器,对外壳材料的选配应平衡刚性及自然回弹性.推荐使用混合材料40%HDPE+40%LDPE+10%LLDPE+10%EVA用以制备涌泉根灌灌水器外壳.     

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.     

不同灌溉模式下微孔混凝土灌水器流量变化规律研究

以尿素、磷酸二氢铵、硫酸钾3种化肥为例,详细研究了微孔混凝土灌水器在不同灌溉模式下的流量变化规律。结果表明:单纯灌水时,灌水器流量会小幅下降,灌水器内少量沙粒被水剥离堵塞微孔是导致其流量下降的主要原因,灌水器的孔径较大,自来水中的离子在其微孔中沉积对其流量影响很小。水肥灌溉时,加入不同的化肥对灌水器的流量影响很大;尿素中不含难溶物质,加入水中不影响灌水器的流量变化规律;磷酸二氢铵和硫酸钾中含较多难溶物质,加入水中会堵塞灌水器的微孔,导致灌水器流量快速下降;将磷酸二氢铵和硫酸钾配成溶液进行过滤后再加入水中,可避免灌水器堵塞,保证灌水器流量稳定。该研究为微孔混凝土灌水器的科学使用奠定了基础。     

滴灌灌水器内部水动力学特性测试研究进展

首先总结了灌水器内部3种可视化技术、4种测试模型和示踪粒子,并分析了各技术、模型和粒子的特征和优缺点;在总结前人对灌水器内部水流运动特征测试结果的基础上,提出了一种将灌水器等比例透明平面模型与粒子图像测速(DPIV)技术、平面激光诱导荧光(PLIF)技术相结合的灌水器内部水流运动全场测试方法,利用显微镜物镜改装CCD相机镜头的独特设计,成功实现了滴头流道内全流场无扰测试,并应用该方法实现了不同压力、不同流道类型条件下灌水器流道内部水流运动的测试;在总结前人对灌水器内部颗粒物输移特性测试的基础上,开发了一种将单元段模型、DPIV、PLIF等技术相结合的准三维全场测试方法,通过观测片式灌水器原型及透明模型内部不同粒径颗粒物的运动特征,验证了两者的相似性.利用该方法实现了圆柱形灌水器内部流速分布,并测试了3种典型流道边界优化形式对灌水器流道内颗粒物运动特性的影响.今后,需进一步完善颗粒物运动的DPIV测试,探索灌水器流道内全流场三维测试,开展灌水器内部固-液-气多相耦合流动CFD模拟.     

蓄流灌水器灌水均匀度试验分析

蓄流灌水器水头压力、管径、灌水器长度、孔径、孔数是影响滴灌灌水均匀度的重要参数。室内试验研究结果表明,低压条件下压力水头的变化对灌水均匀度的影响并不明显,只要管径选择适宜,降低压力并不会对灌水均匀度产生很大影响;灌水器管径的变化对灌水均匀度的影响较为明显,灌水均匀度随着管径的增大而增大,但当管径增大到一定程度后,灌水均匀度随管径增大反而呈现减小趋势;灌水均匀度随着灌水器长度的增大呈降低趋势;灌水器孔径越大,灌水均匀度越好;灌水均匀度随着灌水器孔数的增加反而减小。     

季节性冻融期灌水对土壤温度与冻融特性的影响

通过季节性冻融期裸地、地膜覆膜地和秸秆覆盖地的田间系列灌水试验,研究了冻融期不同阶段灌水对土壤温度及冻融特性的影响.试验表明:不论何种地表条件,入冬后冻结期较早的灌水地块耕作层土壤温度在整个冻融期处于较低值.消融期,灌水对裸地和地膜覆盖地耕作层土壤温度的影响较小,灌水加速了地表冻层的融化;秸秆覆盖地灌水后土壤温度较低且变幅较小,秸秆覆盖不利于土壤的消融解冻.5 cm土壤累积负温快速增加阶段灌水对于降低土壤最大冻结深度影响非常明显.     

再生水灌溉对深层包气带土壤盐分离子的影响

夏玉米/冬小麦轮作期间,设置3种灌水处理:地下水灌溉,灌水定额52.5 mm;再生水灌溉,灌水定额52.5 mm;再生水灌溉,灌水定额105 mm,研究了田间0～450 cm包气带土壤中主要盐分离子的迁移规律.结果表明:盐分离子质量比和电导率在土壤中从大到小依次为:380 ～ 450 cm壤土土层、0～ 120 cm壤土土层、120～ 380 cm砂土土层;再生水中可溶性K+和C1-表现出较强迁移能力,影响深度450 cm,K+在0～450 cm土层变化,但C1-主要在0～250 cm土层变化;可溶性Ca2和电导率的影响深度为380 cm,但主要在0～ 120 cm土层变化;380450 cm壤土土层对盐分离子的迁移起到了阻滞作用,大幅降低了地下水受到污染的风险.建议利用灌水定额为52.5 mm的再生水灌溉,夏玉米灌水1次,冬小麦灌水4次或更少.