不同坡度下压力对滴灌毛管均匀度的影响试验

以内镶式滴灌带和薄壁滴灌带为研究对象,测定了平坡、±0.5%坡度和±1%坡度时,不同入口压力下滴头沿毛管的流量分布和水力损失,并结合滴头的制造偏差,计算得出不同坡度和压力条件下滴灌毛管的均匀度。试验结果表明,将毛管铺设成恰当的顺流下坡坡度或提高入口压力均可提高毛管的滴灌均匀度。     

滴灌毛管灌水均匀度试验研究

以内镶贴片式滴灌带为研究对象,通过测定不同铺设长度、铺设坡度以及入口压力下滴头沿毛管的流量分布,计算出各种条件下毛管灌水均匀度,并结合滴头的制造偏差及田面微地形对高差流量偏差率的影响,分析了降低入口压力对毛管灌水质量的影响.结果表明:铺设长度较短时,在10-2 m 压力水头范围内,降低毛管入口压力对灌水质量的影响可以忽略;在-5‰～10‰的坡度范围内,毛管灌水均匀度随铺设坡度的增大而增大.综合分析认为,毛管入口压力水头可以降到4 m左右.     

滴灌带灌水均匀度田间试验分析

以2种不同类型滴灌带为研究对象,通过测定不同铺设长度、铺设坡度以及入口压力下滴头沿毛管的流量分布,计算出各情况下毛管灌水均匀度,并测试了滴头的制造偏差,分析了降低入口压力对两种毛管灌水质量的影响。结果表明:B型滴灌带在各种情况下灌水均匀度均优于A型滴灌带,但在灌水均匀度允许范围内,A型滴灌带以其价格优势易于推广。     

不同种植模式下滴灌对春玉米的影响

将玉米种植模式与滴灌结合,采用大田种植的方法,通过SPSS软件对玉米长势和产量进行分析,确定二者适宜的组合方式。结果表明:1各生育期玉米日增长量排序为苗期拔节后期拔节前期,不同种植模式的玉米平均日增长量排序为1管2行1管3行1管4行。2滴头流量和距滴灌带距离对玉米的生长有显著影响,且二者之间交互作用明显。3生长速率与玉米距滴灌带距离呈三次函数关系,在距离为10 cm左右达到波谷,35 cm左右达到波峰;与滴头流量呈二次函数关系,在流量为2.2 L/h左右达到峰值。4各种植模式的平均产量从高到低依次为1管4行、1管2行、1管3行;从滴头流量角度比较,产量从高到低依次为1.1 L/h、2.2 L/h、3.3 L/h。可以通过滴头流量与种植模式结合,控制玉米的生长速率,达到节水高产的目的,推荐种植模式为1管4行,滴头流量为1.1 L/h。     

基于FEPG模型进行流道结构两相流模拟性能研究

滴头是滴灌系统的关键部件,其结构形式和水力性能对滴灌系统有着重要的影响。滴头流道结构形式和水力性能关系的研究,有助于对改进滴头性能。文章通过对多种流道结构形式的滴头进行了FEPG与CFD模拟,分析比较出了不同流道的流态指数、流道长度及流道断面积,实验表明影响流态指数的主要因素是流道结构形式,流道长度对流态指数的影响很小。并提出了较优的流道结构,建立了描述滴头流量与流道长度及工作压力关系的数学模型。     

低压下流道结构参数对锯齿型滴头水力性能影响的试验研究

滴头是滴灌系统关键的部件之一,而滴头流道结构参数是决定滴头工作性能的核心因素。采用正交试验设计,探讨了在低压工作范围(2~8m)内,滴头流道结构参数对其水力性能的影响。研究结果表明,按显著水平α=0.1来检验,低压下,齿间距和齿角度对滴头的流数x存在显著影响;流道深度、齿间距与齿角度对低压下滴头的流量存在显著影响。此外,在锯齿流道总长度(19.4mm)和齿间参差量(0mm)为定值条件下,本研究构建了描述低压下滴头流量与流道结构参数之间定量关系的多元和一元线性回归数学模型。     

自压软管沿程压力水头分布研究

根据水力学原理建立了软管沿程水头损失的一般方程,得出了软管沿程压力水头的计算公式,给出了确定最大和最小压力水头位置及大小的方法,从计算结果与试验实测结果的对比看,具有一定的合理性。计算公式在与试验条件类似或基本一致的条件下可以用于实际计算,为判断软管滴头出流能否满足流量允许偏差率或计算微灌均匀系数提供了依据。     

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。     

气泡大小对涌升流流量影响的实验研究

该文基于开放水域中点源注气法产生涌升流的机理,在多功能实验水槽中,先后利用孔径为0.2 mm、0.3 mm和0.5 mm的孔板分别进行水下注气实验,以探究气泡大小对涌升流流量的影响。借助数字图像处理技术对摄相机拍下的气泡图像进行边缘提取,并将其近似标定成标准几何图形,进而计算出各个气泡的体积。考虑到气泡在上升过程中体积会发生变化,将涌升流区域分割成棱长为5 cm的正方体子区域,并用螺旋测速仪测量各子区域中上升的流速。然后通过积分,计算出了不同注气时水体中涌升流的流量大小。最后归纳了基于Ashton涌升流流量计算方法的修正公式,并用实验数据验证了其准确性。     

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。     

无压条件下微孔陶瓷灌水器入渗特性模拟

为探究微孔陶瓷灌水器在地下灌溉的入渗特性,基于土壤水动力学原理,在前人对微孔陶瓷灌水器周围土壤水势分析的基础上,建立了无压条件下微孔陶瓷灌水器在土壤中的出流模型,并通过室内土桶试验验证了模型的准确性。结果表明:该文提出的出流模型可以较好地模拟无压条件下微孔陶瓷灌水器土壤中的出流现象。在0m工作水头下,灌水器周围土壤含水率变化是造成灌水器流量变化的根本原因,土壤含水率较低时,灌水器可以较大流量出流;随着灌溉的进行,土壤含水率逐渐增加,使得灌水器流量减小;当土壤含水率达到饱和后,灌水器就会停止出流。而当土壤水分耗散时,灌水器又可恢复出流,灌水器出流量与土壤水分耗散量基本相当,因此灌水器出流可以实时补充土壤水分。本研究可为微孔陶瓷灌水器的推广应用提供参考。     

河工模型中时间变态与水流挟沙力关系的试验研究

动床河工模型试验中，由于采用轻质模型沙而不可避免地出现时间比尺变态问题。通过实验分析，得出时间变态将导致模型中非水流的流量、水位、流速以及水流挟沙力均产生偏离，偏离的大小和方向与下列几个因素有关：（１）河段槽蓄量的大小；（２）时间比尺变态率的大小；（３）流量台阶的特性；（４）涨水过程或降水过程。最后得出了计算涨水过程中挟沙力因子偏差大小的关系式，该式对模型设计中正确选用模型沙和合理概化过程线有参考     

水电站放空洞及导流洞一体化流量系数分析

对高水头电站放空洞与导流洞结合的过流能力进行了水工模型试验,并采用CFD计算软件对放空洞有压段出口断面流量系数进行了计算。物理模型试验结果与数值模拟计算结果对比分析表明:不同水位下对应的放空洞压力出口断面数学模型与物理模型所得雷诺数都随库水位的上升而增大,上升幅度大致相同,且都有线性上升的趋势;前者流量系数为0.884～0.897,后者为0.902～0.904,最大绝对偏差为0.02,可见两者结果十分吻合;合理的压坡段坡度有利于增大结构过流能力。     

松涛水库土坝浸润线抬高的原因分析

本文对松涛水库浸润线长期偏高进行了分析，对渗流量和测压管水位观测资料进行了相关线分析和多因子回归分析，建立了相应的数学模型，并进行了稳定和非稳定渗流计算。‘     

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。     

电脉冲水力压裂煤体机理及裂缝效果评价

为了研究高压电脉冲水压致裂煤体的机理和作用,在高压电脉冲水压致裂理论的基础上进行了3 MPa静水压力、不同放电电压条件下煤样的压裂试验。通过压力传感器记录了煤样孔底脉冲水压力的变化情况,然后利用超声波探伤仪和CT扫描技术进行了试验前后煤样宏、微观裂纹的分布、发育情况的观测。结果显示:水中高压脉冲放电产生的峰值压力远大于3 MPa静水压力,最大峰值压力能达到27 MPa(9 k V电压);通过超声波检测发现在钻孔周围一定范围内有新生宏观裂纹产生,越靠近中心钻孔位置,首波声时差越大,新生裂纹数量越多、裂纹宽度越大;CT扫描结果也证明在钻孔周围存在着长短不一,宽度不等,形态各异的新生微观裂纹。试验结果表明,高压电脉冲水压压裂煤体技术可行,致裂效果良好。     

考虑辐射井的栗西尾矿坝渗流数值分析

针对尾矿库区内浸润线高从而引发的安全性问题,为了有效排出尾矿内部的水,降低浸润线,结合栗西尾矿库工程实例,开展渗流数值仿真模拟,简化模拟了一种辐射井建模的方法,分析了增设辐射井设施前后对渗流结果的影响,包括坝顶处底部至顶部压力水头变化、浸润线位置的变化以及上游至下游总水头变化,并把计算结果和实测结果作了对比。综合结果表明:堆积坝顶处的压力水头由底部向顶部接近线性降低。对于同一节点来说,增设辐射井后,压力水头几乎不会随着干滩长度减小而变化,但坝内浸润线得到了有效降低。计算结果与实测浸润线作对比,增设辐射井后,浸润线和实测浸润线耦合较好,有着较小的误差,范围在0.1%～7.7%之间,较为合理。研究结果考虑了辐射井的影响,为尾矿坝的三维渗流分析提供了参考依据。     

层状土壤条件下地下滴灌水氮运移模型及应用

基于土壤水分运动的动力学方程和溶质运移的对流-弥散方程,考虑地下滴灌灌水器流量随时间的变化,建立了层状土壤地下滴灌施用硝酸铵(NH4NO3)条件下水氮运移的数学模型。利用均质砂土(S)、均质壤土(L)、上砂下壤(SL)和砂土夹层(LSL)四种土壤的试验数据对模型进行了验证。结果指出,考虑土壤中灌水器流量随时间变化可稍改善土壤含水率和硝态氮的模拟精度。利用验证后的数学模型研究了灌水器流量(1.1、1.75和2.6L/h)、灌水器与犁底层相对位置对地下滴灌水氮分布的影响,模拟结果表明灌水器流量对含水率分布的影响不明显,但灌水器流量的增大可明显增加20~40cm土层硝态氮含量;灌水器与犁底层相对位置对水氮分布影响显著,灌水器位于犁底层中(埋深25cm)土壤表层干土层较薄、水氮向下运移深度较小,有利于减小土壤蒸发和避免水氮淋失。     

微灌田间管网布置与管径同步优化及影响因素分析

田间管网是微灌系统的最基本设计单元,该部分规划设计的合理性直接影响到整个微灌系统的工程投资及运行费用。将田间管网作为一个整体,分别以单位面积年费用最低及控制面积最大为目标,在不限定田间管网形状及面积的情况下建立毛管单向布置及双向布置田间管网优化设计数学模型。分析了毛管管径、灌水器设计流量、灌水器间距、毛管方向地面坡度、灌水器制造偏差系数及流态指数对田间管网优化结果的影响,并对两种布置模式下田间管网的优化结果进行了对比。实例计算结果表明:较小的毛管管径、灌水器设计流量、灌水器制造偏差系数及流态指数、较大的灌水器间距有利于减小田间管网单位面积年费用,减小的百分比为0.55%～57.42%;较大的毛管管径及灌水器间距、较小的灌水器设计流量、灌水器制造偏差系数及流态指数有利于增大田间管网控制面积,增大的百分比为18.31%～925.94%;毛管双向布置田间管网在单位面积年费用及控制面积两方面均优于毛管单向布置田间管网,毛管双向布置田间管网单位面积年费用较毛管单向布置降低0.59%～9.58%,控制面积较毛管单向布置增大9.67%～186.57%。结果可为不限定面积情况下微灌田间管网的优化设计提供依据。