季节性冻土区保温井房研发及保温效果评价

井房是以地下水为水源的灌溉工程建设中一个重要的部分,井房内通常安装水泵、配电柜、闸阀、变频器等设备。由于传统的砖混式井房不具备保温功能,极端气温对井房内的设备产生不利影响,甚至会造成设备损坏,缩短设备使用寿命。研发了一种新型的一体式保温井房,以太阳能为能源,利用碳热纤维对井房进行加热,井房外壁夹层中填充保温材料,安装基础采用泡沫板进行保温。大田试验表明,井房内外日均温差基本呈现抛物线分布,当井房外气温较高时,井房内升温值较小,当井房外气温较低时,井房内升温值较大,在冬季一体式保温井房内外日均升温幅度可达9℃左右。一体式保温井房使井房内在冬季升温明显,可以有效减少我国季节性冻土区井房内设备冻害发生。     

灌溉输水管道现状及发展需求

管道是灌溉输水工程中的重要组成部分,管道的选材、选型直接影响到工程建设的质量和经济性。对灌溉输水涉及管道分类基础上,对常见管道的管径范围、压力等级和密度、管道力学特性及水力学性能进行了总结和比较。结合管道的特点,提出了灌溉现代化进程中对管道的新需求和建议。     

基于ArcGIS的村镇饮用水水源地污染因子识别研究

为快速、有效识别村镇饮用水水源地污染因子,根据试验数据拟合污染因子在一定初始和边界条件下的衰减函数,应用ArcGIS中的"Modelbuilder"工具构建识别模型,以水源地水质标准为识别临界值,基于村镇饮用水水源地遥感影像数据直接识别污染因子。选择水稻返青期的灌溉排水中的氮污染因子为例,拟合氮浓度随时间衰减的二次多项式识别模型,用不同灌溉模式产生的氮污染因子浓度来检验模型,经验证实测数据与模拟数据没有显著差异,识别模型可以有效反映污染因子的衰减过程,与传统方法的识别结果一致。不同于传统检测化验水样的污染因子识别方法,该方法基于遥感影像数据可直接识别和筛选污染源和污染因子。     

双向钻土型地埋式自升降喷灌设备研发

施工挖方量大和管道成本高是现有地埋式喷灌技术推广过程中亟须解决的两大问题。针对这两个问题,创新性地研发了双向钻土型地埋式自升降喷灌设备,该设备可以依靠自带的下钻头直接入地到位安装,安装设备时无需额外开挖,设备的稳定性、垂直度等均能很好保证;同时本设备依靠负压将伸缩管回缩到地下耕作层以下,一套供水管道即可实现自动上下,节约了一套与供水管网平行的辅助管道系统。已有示范工程的应用结果表明,该设备能够满足喷灌工程建设和使用要求,能够有效提高安装效率、喷灌效率和耕作效率,降低劳动强度,节约劳动成本。     

灌区配水渠道流量损失计算方法的探讨

针对经验公式在实际应用中的不足 ,利用积分方法 ,在经验公式的基础上推导出流量损失与毛流量之间的关系式。结合目前灌区的实际情况 ,根据所推导的新公式 ,进一步分析研究了配水渠道流量损失的求算方法。     

黄土高原吕二沟流域土地利用及降雨强度对径流泥沙影响初探

在对黄土高原吕二沟流域1982—2005年侵蚀产沙资料统计计算的基础上,从流域尺度上,以次降雨径流产沙为主要研究对象,分析该地区不同降雨强度及不同土地利用情况下降雨量—径流量、径流量—输沙量的相互关系特征,并模拟相应的数学表达式。结果表明：吕二沟流域同一土地利用情况下,场降雨量和场径流量之间存在指数函数相关关系,场径流量和场产沙量之间存在幂函数相关关系;相同降雨量条件下,同样的径流量,土地利用结构得到改善的土地利用模式3能有效地减少大降雨强度条件下的土壤侵蚀量,同样的径流量,降雨强度越大,场产沙量越大。从长远来看,改善流域土地利用结构,改变流域下垫面的情况,增加森林植被覆盖度是控制黄土高原水土流失的根本措施。     

红壤坡地次降雨通用土壤侵蚀模型研究

针对土壤侵蚀规律定量研究的经验模型通用性欠缺和机理性模型参数多且较为复杂的缺点,结合我国南方红壤区的降雨、土壤、地形等特征,探索建立一个结构简单、使用方便,同时具有一定通用性的红壤坡地次降雨通用土壤侵蚀模型。该模型包括地表径流系数、降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形和水土保持措施等五个因子,并给出了各因子的计算方法。利用在江西省水土保持生态科技园内的10组实测资料对模型进行验证,计算值与实测值平均相对误差21.67%。结果表明,本研究提出的次降雨通用土壤侵蚀模型是合理的,可为南方红壤地区土壤侵蚀预报与治理提供参考。     

快速连接承插型卷管式可移动喷灌设备

我国大田的喷灌系统通常选用移动式或者半固定式喷灌系统,这类系统节水效果好且整体投资较省,但对劳动力需求大,劳动强度高。当下我国农村劳动力外出务工普遍,留守劳力难以完成这项工作,且雇工成本较高,阻碍了该类系统的大面积推广应用。针对这一问题,创新性地研发了快速连接承插型卷管式可移动喷灌设备,以滚动代替平动、以整体输水管道代替续接输水管道,安装使用效率高,大量节约劳动力,节水效果好。     

重力自垂型伸缩式大型喷灌机喷水装置

喷头高度难调节和悬吊管无法保持始终竖直向下是大型喷灌机使用中亟须解决的两大问题,针对这两个问题,创新性地研发了重力自垂型伸缩式大型喷灌机喷水装置。装置中配重管是供水管的一部分,既有配重功能,又是供水管路的有机组成,悬吊管垂直度可有效保证;依靠伸缩管的长度变化可实现喷灌高度的合理调节,适应不同高度的作物。已有示范工程的应用结果表明,该设备能够满足大型喷灌机使用要求,使用方便,经济合理,经久耐用。     

灌区引水口过闸流量计算方法比较研究

灌区中利用水工建筑物量水是一种简便而经济的方法,如何由实测的水位、闸位信息计算出流量是利用建筑物进行量水的关键问题。以某引黄灌区的取水闸为例,研究了3种计算流量的方法：传统的流量系数函数法、平均值法和新兴的人工神经网络方法。经对比发现,基于水位流量关系原理的流量系数函数法计算结果最为准确。