三角环流滴灌灌水器抗堵塞特性研究

堵塞已成为滴灌技术的行业难题,是影响滴灌技术发展的关键问题之一。针对这一问题,构建了一种三角环流滴灌灌水器,并开展了基于CFD的水力及抗堵塞特性模拟分析。CFD分析表明,灌溉水中的颗粒粒径与浓度对灌水器流量影响不明显,对灌水器流道内的颗粒浓度分布影响显著,灌溉水中的颗粒粒径越大、浓度越高,灌水器流道内累积的颗粒浓度越大。当灌溉水中颗粒粒径为0.05 mm时,灌水器流道内的最大浓度只有1.582%,而且流道内泥沙颗粒的累积效应不显著,说明三角环流滴灌灌水器具有较好的抗堵塞能力。     

精量滴灌灌水器研制与应用技术研究

针对滴灌系统灌水均匀性差、运行能耗偏高、易堵塞尤其在地埋条件下易被根系入侵堵塞等关键性技术难题,研究以自主研发和技术集成为主要途径,研制出了铜祛根防负压抗堵塞紊流压力补偿地下灌水器和双面齿形高消能内镶片式灌水器,构建了适合区域特征的高均匀低压地表精量滴灌技术应用模式和祛根抗堵型地下滴灌技术应用模式,实现了"低压高均匀、地埋高抗堵"滴灌技术目标。为节水灌溉的发展提供了新技术、新方法、新产品和新模式,对提高农业灌溉技术水平具有重要意义,研究成果具有推广应用价值。     

地下滴灌灌水器堵塞特性田间评估

以运行2年的日光温室番茄地下滴灌系统为对象,通过对灌水器流量进行测试,分析了滴灌带埋深、施肥次数、施肥量和土壤层状结构等对灌水器堵塞程度及灌水均匀性的影响.滴灌系统包括滴灌带埋深为0、15和30cm的33个小区,2年累计施肥次数的变化范围为0～19,累计施尿素量变化范围为0～1 023kg/hm2.结果表明,运行2年后地表和地下滴灌灌水器发生了轻微堵塞,其中流量降低超过25%的灌水器占2.7%,完全堵塞的灌水器占2.1%;施肥次数、施肥量和土壤层状结构对堵塞的发生没有明显影响,地表滴灌比地下滴灌堵塞略为严重;未发现根系入侵造成的灌水器堵塞.对发生堵塞灌水器在系统中的位置进行调查后发现,大部分堵塞灌水器位于毛管的最末端.为了定量评价灌水器堵塞程度对灌水均匀性的影响,建立了灌水器流量变差系数与流量降低百分数之间的回归关系,结果表明灌水器流量均匀系数随堵塞引起的流量降低百分数的增大而线性增大.     

滴灌系统中灌水器的选择和维护措施

一、滴灌系统的组成 一个完整的滴灌系统一般是由水源、首部、枢纽、输配水管网和灌水器以及流量、压力控制部件和量测仪表等组成.首先必须有可靠的水源保证,而且供水水源的水质必须符合滴灌要求.提水水泵、动力机、肥料和化学药品注入设备、过滤设备、控制阀、进排气阀、压力及流量量测仪表等组成了滴灌系统的首部枢纽.另外,对含沙量很大的水源,常修沉淀池来去除灌溉水源中的大固体颗粒.灌水器处于系统的最末端,直接面对植物和土壤,是滴灌的"心脏",是滴灌效果发挥好坏的关键.     

内蒙古河套灌区淖尔水质变化初步分析

为探究内蒙古河套灌区天然湖泊(淖尔)作为滴灌水源的可能性,选取典型淖尔进行水质分析。结果表明,按《农田灌溉水质标准》(GB 5084-2005)的规定,淖尔水中的p H、氯化物和全盐量超标;按《微观工程技术规范》(GB/T 50485-2009)的要求,淖尔水中p H和硬度较高,易对灌水器造成堵塞;受降水、蒸发、灌溉、人工补给等多种因素影响,淖尔水质年际、季节变化无明显规律。考虑淖尔水滴灌工程的运行方式及净化成本,宜先将灌溉水、分洪水等人工补给水与淖尔水混配稀释,水源工程及首部枢纽设置常规化学、物理净化设备,田间采用抗堵型滴灌带的综合净化模式来改善水质,提高淖尔滴灌水资源可利用量。     

精量滴灌关键技术及应用

正滴灌是一种可根据作物需水量进行局部控制性灌溉的现代高效节水灌溉技术,但与目前水资源的缺乏程度相比,其推广应用面积仍然很小。究其原因,灌水器易堵塞、灌水均匀度难以控制、运行能耗偏高等关键技术难题,严重制约了滴灌技术的大规模推广与应用。为研究精量滴灌关键技术,大禹节水集团股份有限公司联合中国水利水电科学研究院、水利部科技推广中心、中国农业科学院农田灌溉研究所、华北水利水电学院、大禹     

水泵变频控制技术在梯田滴灌系统中的应用

由于坡耕地高差变化范围较大,坡耕地梯田恒压滴灌系统一直存在局部超压及灌水均匀度差等问题,为解决这一问题,采用分级变频控制灌溉技术,通过调节水泵电机转速控制水泵压力和流量,使整个滴灌系统在不同高程范围内都满足设计要求。工程实例表明:与工频控制灌溉相比,变频控制灌溉提高了灌水质量,可以满足灌水均匀度的要求。     

膜下滴灌技术设计施工与管理

膜下滴灌具有良好的节水能力、供水保障、灌水自动化、抗盐碱以及水源水质的适应性等优点。根据怀仁县膜下滴灌项目建设情况,以及项目工程施工现状,就膜下滴灌灌溉系统的供水能力保证、低温环境下管道的保护、灌溉制度的确定与推行等问题进行了分析,并对膜下滴灌工程的设计、施工和运行管理提出了具体要求,为技术的推广总结了成功经验。     

引黄滴灌滴灌器堵塞室内模拟试验研究

针对内蒙古乌海市农林灌溉工程中滴灌带堵塞的问题,取用该地区引黄滴灌原水进行室内模拟试验,在不同水质及环境状况下研究滴灌器堵塞情况,分析滴灌器堵塞的主要影响因素。经6组对比试验研究确定,影响滴灌器堵塞的主要水质指标是浊度和微生物总数,且二者有很高的相关性;主要环境因子是水温。含沙量越大,灌水均匀度越小,滴灌器堵塞速度越快。温度越高,灌水均匀度变化幅度越大,进而对滴灌器流量的影响越明显。微生物(主要测定细菌总数)附着在泥沙颗粒上,与泥沙协同作用造成对滴灌器的堵塞;而浊度的增大和水温的升高促使微生物的数量增加。     

现代灌溉新技术旱作膜袋灌

通过对华北平原地区旱作大田作物田间灌溉方式的调查研究,发现传统的地面灌水方法存在着蒸发量大、深层渗漏多,水分利用效率低,田间灌水均匀度差等问题。为了提高旱作大田的水分利用效率,提出一种新的灌溉新技术——旱作膜袋灌,实现适时适量精细控制灌溉。通过试验研究,膜袋灌能够较好地提高大田作物的田间水分利用效率,避免沟灌、畦灌等传统地面灌水方法存在的棵间蒸发和深层渗漏,同时也能够解决滴灌、微润灌、喷灌等灌水方法易堵塞、系统复杂、田间工程量大和经济成本高等问题,对现代的高效节水农业具有重要的现实意义。     

黄河水滴灌系统灌水器结构-泥沙淤积-堵塞行为的相关关系研究

传统的黄河水沉淀-过滤系统存在沉沙池建设成本高、过滤器频繁反冲洗能耗高等问题,让更多的细颗粒泥沙随水流排出灌水器体外是解决黄河水滴灌系统灌水器堵塞的新思路,而摸清泥沙在黄河水滴灌系统内部的淤积特性以及灌水器结构-淤积泥沙特性-堵塞特性参数间的相关关系是探索其排沙能力的前提和基础。为此,本文在河套灌区开展了黄河水滴灌系统灌水器堵塞原位试验,系统分析了6种内镶贴片式灌水器内部细颗粒泥沙含量及粒径分布动态变化特征,探索了三者间的级联关系。结果表明：进入灌水器内部的泥沙99%以上可以排出体外,淤积在灌水器内部的泥沙以粉粒为主、砂粒次之、黏粒最少。随着灌水器堵塞加剧,内部淤积泥沙的黏粒、粉粒比例相对降低,而砂粒比例相对增加,泥沙进入灌水器后存在聚集等行为,使得灌水器内部淤积泥沙粒径明显高于毛管入口。泥沙比表面积淤积量、粉粒比例、砂粒比例、D₅₀、D₉₅对黄河水滴灌系统Dra、克里斯琴森均匀系数CU影响显著（p<0.05）,不同灌水器淤积泥沙粒径明显不同,D₅₀与灌水器结构无量纲参数（流道宽深比W/D、面积长度比A^1/2/L）及断面平均流速v显著（p<0.05）相关。本研究对引黄滴灌灌水器设计及灌溉系统过滤配置具有指导意义。     

膜下滴灌在日光温室黄瓜 种植中的应用

本文介绍了膜下滴灌在山西省平遥县现代农业温室黄瓜种植中的应用,从节水、节能、增产、省工、省地、省肥等方面分析了应用效果。而且针对其操作方法不规范、与换茬后栽培模式不匹配,滴头堵塞、运行维护滞后的问题,从技术服务、栽培模式、预防滴头堵塞、运行管护及发展前景方面提出了相关对策建议。     

Simulation of Soil Water Dynamics Under Surface Drip Irrigation from Equidistant Line Sources

One of the most important aspects of planning and management of a drip irrigation system is the determination of the soil moisture patterns formed under the emitter. In the present study soil water dynamics under surface drip irrigation from equidistant line sources are investigated using a simulation model, which combines hysteresis in the soil water characteristic curve, evaporation from the soil surface, and water extraction by roots. In this model a two-dimensional distribution of roots as well as a more rational way for the temporal distribution of the daily potential evapotranspiration are also incorporated. Soil water distribution patterns for two soil types (loamy sand, silt loam), two discharge rates (2 and 4 l m^?1 h^?1), two irrigation depths (30 and 40 mm), and two drip line sources spacing patterns (60 and 80 cm) are investigated. The numerical results showed that the soil water dynamics mainly depend on the soil hydraulic properties, the irrigation depth, and the drip line sources spacing. The results also showed that the irrigation efficiency and the actual evaporation decrease when the irrigation dose or the distance between the line sources increases. By contrast, the deep percolation increases when the irrigation dose or the distance between the line sources increases.     

土工织物梯度比试验研究的新进展

用梯度比试验来判别土工织物的淤堵性能时,由于试验对土工织物的实际工作条件作了很大简化,并且其试验结果（梯度比值GR）对土体和土工织物在水流作用下的变化不太敏感,因而判断结果并不理想。为了使梯度比试验在判别土工织物淤堵时更加有效, 研究人员对梯度比公式进行了修正,并在试验中加入了织物的受拉、反滤系统的受压、往复水流、动荷载、砂砾层对渗流的阻碍这些外在因素,同时阐述了这些因素作用下土工织物的防淤堵机理。     

滴头选型对玉米生长发育及产量的影响

以分析滴头流量对玉米生长发育及其产量的影响为目标,在石河子科学观测实验站选择郑单958开展玉米膜下滴灌试验,选择四种内镶式滴头和一种迷宫式滴头,从出苗率、株高、叶面积指数、叶绿素含量、干物质、产量等方面分析滴头流量对玉米生长的影响。结果表明:一周后新疆大田作物普遍采用的迷宫式2.4 L/h出流量滴灌带(L5)和内镶式1.38 L/h出流量滴灌带(L4)出苗率较高,但内镶式3.0 L/h出流量滴灌带(L1)总出苗率最高;内镶式2.4 L/h出流量滴灌带(L2)株高最高,内镶式2.0 L/h出流量滴灌带(L3)叶面积指数最高,内镶式滴灌带处理的产量均高于迷宫式滴灌带。滴灌玉米拔节期、吐丝期和成熟期整株生物量均随着滴头流量减小而呈现单峰增长趋势;L2处理产量最高,较L1增产幅度为27.29%。本试验条件下,滴头流量2.038 L/h时滴灌玉米理论产量最高为15 377.66 kg/hm~2,建议玉米膜下滴灌滴头流量选择内镶式2.0~2.4 L/h之间的滴灌带。该试验结果对干旱区发展高效农业节水灌溉具有参考价值。     

微灌防堵塞关键技术集成研究

微灌是一种高效的节水灌溉技术,但易于堵塞,堵塞问题成为影响微灌技术成败的关键。通过深入分析造成微灌堵塞的主要原因及其堵塞规律,提出集成化研究微灌防堵措施的必要性,指出微灌防堵塞关键技术集成的4大研究内容。研究结果可供相关领域研究人员参考。     

多滴头小管径滴灌系统水力性能试验研究

通过多滴头小管径滴管系统灌水试验研究,评价流量与水头压力关系,进而进行灌水器的综合性能指标分析与评价。结果表明:在额定压力工作条件下,灌水器的制造偏差小于5%,等级为优等;灌水器的灌水均匀度大于95%,灌水均匀性良好;灌水器的水头损失比例为3%,损失比例较小,适宜于温室灌溉。     

积水动边界条件下滴灌土壤水分入渗研究（Ⅰ） ——室内试验

为更好地指导滴灌工程实践,针对滴灌土壤表面积水的现象,系统研究了滴灌积水动边界条件下土壤水分入渗规律。通过室内试验,专门对积水条件下不同滴灌流量的滴灌湿润体、土壤水分入渗湿润锋和地表积水范围进行了试验分析,结果表明：积水动边界条件下,滴灌湿润体在灌水后很长一段时间内表现为一平卧的半椭球体。无论是水平湿润锋、垂直湿润锋以及湿润比,还是地表积水范围,都与入渗时间符合较好的幂函数关系。另外,无论滴头流量大小,湿润比随着灌水历时的增加都逐渐变小,但均大于1。滴头流量对地表积水范围的影响很大,地表积水稳定范围及其达到稳定的时间都随滴头流量的增加而增大。同时,地表积水稳定范围与滴头流量也能符合较好的幂函数关系     

FLOW CHARACTERISTICS IN ENERGY DISSIPATION UNITS OF LABYRINTH PATH IN THE DRIP IRRIGATION EMITTERS WITH DPIV TECHNOLOGY

The energy dissipation mechanism and anti-clogging properties of drip irrigation emitters are closely related to flow characteristics of the fluid in its flow paths,and flow field tests using modern flow visual technologies were carried out by a large number of designers.The Digital Particle ImageVelocimetry(DPIV) system was built for un-disturbed flow tests in the labyrinth path.In this article,the flow field was measured in the flow path section,the structural unit and the local region near sawtooth.Under...     

模糊聚类在节水灌溉方案优选中的应用

节水灌溉的工程措施与技术方法很多,包括渠道防渗措施,低压管道输水,喷灌,微灌,滴灌,地下渗灌等,其方案优选应从自然因素,经济,管理,运行等多方面进行具体分析,其方法较多。文章阐述了模糊聚类模型在节水灌溉方案优选中的作用,并以实例加以说明。