基于畦首水深和田面水流推进过程的畦灌流量反演方法

针对畦灌稳健设计中单宽流量难以实现无干扰测量的问题,研究入畦流量的反演方法。利用在中科院南皮生态农业试验站进行的灌水试验数据,采用两点法估算入渗参数,引入地表储水形状系数和地下储水形状系数,根据畦首水深和水流推进的数据,估算了畦田的单宽流量。与实测单宽流量相比,N1、N2、N3号畦田的相对误差分别为13.27%、8.02%、11.24%。结果表明:该方法用于畦灌稳健设计中单宽流量控制误差调查是可行的。     

新疆棉花畦灌技术优化研究

通过田间灌溉试验,研究了不同坡度、入畦流量和畦田规格对棉花灌水定额的影响,并通过SRFR模型进行模拟.结果表明:运用SRFR模型能较好地模拟地面灌溉的水流推进及消退过程,求得的结果与实测结果基本吻合,并得出灌水定额与灌水要素的简易关系式.畦田的坡度、规格及入畦流量对灌水定额的影响较大;在不同的畦田规格和入畦流量下,坡度越大对灌水定额(平均累积入渗量)的影响越大,尤其是反坡对灌水定额及水流推进与消退都有较大影响.为提高灌水效率,应加强耕作管理,消除反坡.     

畦灌施肥地表水流与非饱和土壤水流-溶质运移集成模拟Ⅲ:模型应用

基于构建的畦灌施肥地表与非饱和土壤水流溶质运移集成模型,数值模拟畦灌施肥技术要素组合模式,分析单一要素对畦灌施肥系统性能的影响,确定冬小麦畦灌施肥技术要素优化组合区域.结果表明,土壤入渗性能、施肥时机、入畦单宽流量、畦长、畦面微地形状况对畦灌施肥系统性能影响较为明显.在畦灌全程施肥方式下,若以较高畦灌施肥性能评价指标作...     

畦灌施肥地表水流与非饱和土壤水流-溶质运移集成模拟III：模型应用

基于构建的畦灌施肥地表与非饱和土壤水流溶质运移集成模型,数值模拟畦灌施肥技术要素组合模式,分析单一要素对畦灌施肥系统性能的影响,确定冬小麦畦灌施肥技术要素优化组合区域。结果表明,土壤入渗性能、施肥时机、入畦单宽流量、畦长、畦面微地形状况对畦灌施肥系统性能影响较为明显。在畦灌全程施肥方式下,若以较高畦灌施肥性能评价指标作为要素优化组合的约束控制条件,则典型砂壤土畦面微地形状况较好条件下,入畦单宽流量分别为2L/s/m和5L/s/m下相应的畦长不宜超过70m和100m;而畦面微地形状况较差条件下,入畦单宽流量分别2L/s/m和5L/s/m下相应的畦长宜小于60m和不大于75m。典型黏土畦面微地形状况较好条件下,入畦单宽流量分别2L/s/m和5L/s/m下相应的畦长不宜超过80m和110m,而畦微地形状况较差条件下,入畦单宽流量分别为2L/s/m和5L/s/m下相应的畦长宜小于60m和不大于90m。     

不同微地形条件下入渗空间变异对畦灌性能影响分析

入渗空间变异对畦灌性能影响显著。本文基于构建的畦灌数值模拟试验条件,借助二维灌溉模拟模型,针对规格不同的3类畦田系统模拟分析不同微地形空间变异程度、入畦单宽流量和坡度条件下入渗空间变异对畦灌性能的影响,讨论其影响程度与入渗和微地形空间变异程度、入畦单宽流量和坡度之间的关系。结果表明,入渗空间变异主要对灌溉均匀度CU和灌溉效率Ea产生影响,对水流恰好覆盖整个田面所需灌水量基本无影响,入渗空间变异越强畦灌质量越差。当入渗空间变异为弱变异时,在实际工作中可不考虑其影响,当入渗空间变异系数Cv大于0.5以后其影响则非常显著;入渗空间变异对畦灌性能的影响程度随微地形空间变异的变化趋势与坡度密切相关,零坡度条件下随着微地形空间变异的减小而增加,当田面平整精度较高(Sd小于2cm)且坡度为零时,其影响尤为显著,实际应用中不容忽视。     

干湿田面糙率差异对灌溉模拟效果影响

田面糙率是影响畦灌水流运动过程的关键参数,其值的合理确定对灌溉模拟效果影响显著.本文基于田间实测数据,借助地面灌溉模拟模型,分析不同土质、入畦流量和坡度条件下考虑与不考虑干湿田面糙率差异对灌溉模拟效果的影响.结果表明,考虑干湿差异的模拟效果略优于不考率干湿差异的模拟效果,且通过敏感性分析得出,湿面糙率起决定性作用,干面糙率影响较小.该结果可为地面灌溉反馈控制系统中田面糙率系数的合理确定提供科学依据.     

果园土壤入渗参数与畦灌田面综合糙率的确定

对果园畦灌土壤入渗参数和田面糙率系数的准确测定,有助于提高畦灌的灌水效果。文中在山西省夹马口灌区果园,选择四种土壤表面形态进行了入渗试验,确定了土壤入渗参数,根据试验结果,将灌区土壤分为强入渗、较强入渗、中等入渗和弱入渗四种入渗类型。利用模拟畦灌水流运动零惯量模型,采用反求参数的方法,获得四种土壤入渗类型畦灌田面综合糙率系数,为类似地区进行畦灌设计和管理提供重要的参考依据。     

根据畦田水流推进过程水力因素确定Philip入渗参数和田面平均糙率

根据水流水面线为幂函数曲线假定用满宁水流公式,推求了水流在畦田推进过程的表达式。根据水量平衡原理,建立了利用水流推进过程有关水力因素确定土壤入渗参数和田面平均糙率方法。同时,利用实验资料对所提出的方法进行了检验,结果表明该法所推求的入渗参数与利用推进和消退过程推求的参数相一致。     

对畦灌灌水技术问题的几点看法

地面灌溉是目前我国和大多数国家的主要灌溉方式。以畦灌为例,将选定的灌水定额在纵横方向均匀地灌到田间,并尽量避免畦外泄水和深层渗漏。是畦灌的基本要求。要达到这一要求,就必须选择适宜的畦长(L),入畦单宽流量(q),和停水时间。而这些要素又与土壤渗透性能,畦田纵坡(i),畦面糙率     

基于SIRMOD的畦灌质量评价及其技术要素优化

为了提高畦灌的水分利用效率和粮食产量,进行了畦灌灌水质量评价指标对不同灌水技术要素组合响应规律的模拟研究。选取2009年杨凌渭河北岸河漫滩地的沙壤土和黏壤土畦灌田间实测数据,基于SIRMOD模型求出畦田平均入渗参数,然后通过多组合灌溉模拟分别计算出灌水效率和灌水均匀度。结果表明:畦田规格和单宽流量对灌水效率和灌水均匀度有明显的影响,在一定条件下,随着畦长的增长和单宽流量的减小,灌水效率和灌水均匀度均减小。建议该地区沙壤土畦长为40～50 m时单宽流量为6.0～8.0 L/(s.m),黏壤土畦长为60～70 m时单宽流量为5.0～7.0L/(s.m),畦宽均以1～3 m为宜。     

浅析畦灌法的应用

本文以田间畦灌法试验为例,分析了不同处理情况下畦灌法灌水水流推进情况,并分析了各个处理畦田的灌水质量,从而得到在田面覆盖率低的情况下,畦长50m,畦宽2.1m的畦田设置是最优的畦田设置。另外,本文以此试验为契入点,分析了畦灌法在西北地区应用上的注意事项,可为相关水利工作者提供参考。     

梯形断面棱柱体渠道水流流态规律研究

从理论上分析了梯形直棱柱体渠道的临界底坡ik关于单宽流量q的函数特征,研究了水流流态随单宽流量q的变化规律,并以示例探讨.结果表明,当边坡系数m≤0.466 4时,渠道存在着最小临界底坡(ik)minik)min随m的增大而减小.并且可以用渠道的实际底坡i与(ik)min相比较来分析判定渠道中水流流态随单宽流量q的变化规律;当边坡系数m>0.466 4时,临界底坡ik随单宽流量q的增大而减小,则可以通过比较实际单宽流量与临界底坡为实际底坡时对应的单宽流量的大小来判定水流流态.     

基于SGA和SRFR的畦灌入渗参数与糙率系数优化反演模型Ⅱ——模型应用

利用作者开发的基于SGA和SRFR模型构建的畦灌土壤入渗参数和田面糙率系数优化反演模型,在不同田间灌溉实例条件下进行参数优化估值,分析评价依据地表水流推进(消退)数据估算得到的土壤入渗参数和田面糙率系数进行畦灌地表水流运动过程模拟的效果。结果表明,利用基于地表水流推进数据估算的参数可很好地模拟非稳定状态下的水流推进过程,但其模拟地表水流消退过程的效果却普遍较差,而采用基于地表水流消退数据估算的参数虽可较好地模拟稳定状态下的水流消退过程,但用其模拟水流推进过程的精度却有所下降,只有采用基于地表水流推进与消退组合数据估算的参数,才能获得较佳的综合模拟效果。与人工试算法和离散变量法估算的参数相比,基于SGA优化估值参数模拟的畦灌地表水流运动过程效果更好,SGA是改善参数估值精度的有效手段。     

基于在线监测的污水管道旱天入流入渗分析

以我国南方某城市为研究区,基于分层级的布点思路,布设了56个监测点位,采用在线监测技术与人工采样化验相结合的方式,应用物料守恒方法,对污水管道的客水入流量进行了定量分析,划分了入渗等级,识别了优先修复等级,并以管道检测技术对分析结果进行验证.结果显示,由于居民小区内化粪池的影响,小区出水浓度低于实际生活污水浓度;研究区域整体入渗率为69％;入渗最严重的点位入渗率高于97％,应及时开展修复;根据监测得到的排水分区入流入渗分析结果与后期开展的管道检测结果完全一致.     

不同入渗水头作用下一维垂直入渗特性分析

通过对5cm～60cm压力水头作用下一维垂直入渗特性进行试验研究,得出入渗水头对于入渗系数、入渗指数、累积入渗量以及湿润锋推进距离都有不同程度的影响,并对实验结果进行了分析,得出其影响是由于入渗水头增大引起入渗界面压力势增大和土壤结构变化、容重增大、孔隙率减少并最终导致导水率减少二者综合作用的结果的结论。这些结论为蓄水坑灌法的进一步研究提供了重要理论依据。     

地膜小麦膜缝灌水技术试验研究

由膜缝入渗试验得出了入渗速度与入渗系数、入渗指数之间的关系。分析了膜缝灌水优势及不同单宽流量、不同封水成数的技术指标 ,从而确定出灌水均匀度及灌溉水的利用率较高、灌水后入渗水量分布均匀的灌水技术参数 ,为地膜小麦膜缝灌水技术进一步在灌区推广提供技术指导     

通过短束窄段的卡克水流

研究通过缓坡明渠短的侧向束窄段的卡克水流 (Chokedflow) ,根据能量守恒和开度 (束窄段宽与总河宽之比值 )范围很宽的试验数据 ,探求出了新的流量公式。理论推导计及发生于卡克状态下的束窄段之临界流条件。影响流量系数的开度σ、阻水构筑物形状、进水角α及相对收缩长度L 等都予以考虑 ,并用不同的研究者所做总共 1 86组卡克水流试验确定本文的流量公式的系数。分析表明 ,流量系数主要受σ的影响 ,本研究所用的σ=0 .1 2～ 0 .88,流量系数变化于 0 .2 9～ 0 .54之间。同时证明 ,阻水构筑物形状由锐角变化至圆角的流量系数(及相应流量 )变化达 1 6 % ;α由 30°至 90°,流量系数变幅 1 1 % ;L 由 0到 1 .33 ,流量系数变幅 6 %。本研究把惯用的卡克水流分析扩大到严重束窄段 ,建议公式很好地吻合先前的试验数据 ,既可应用于预估通过已知上游水深的束窄段的流量 ,又可用于卡克情况下已知相应流量而预计束窄段的上游水深。     

地膜小麦膜缝灌水技术试验研究

由膜缝入渗试验得出了入渗速度与入渗系数、入渗指数之间的关系。分析膜缝灌水优势及不同单宽流量、不同封水成数的技术指标，从而确定中水均匀度及灌溉水的利用率较高、灌水后入渗水量分布均匀的灌水技术参数，为地膜小麦缝灌水技术进一步在灌区推广提供技术指导。     

长江三峡河道糙率的初步分析

本文对三峡奉节至香溪河段在各级流量下沿程各段的综合糙率系数进行了计算与分析.讨论了三峡河道水流阻力和综合糙率的组成.顺直河段水流阻力主要由床面阻力和边壁阻力组成,非顺直河段水流阻力由床面阻力、边壁阻力和河槽局部阻力组成.提出了山区河道顺直河段与非顺直河段糙率系数的计算方法,并用实测资料作了验证.     

弧形闸门开启过程非恒定流流量系数研究

为探究非恒定流流量系数特点,采用RNG k-ε紊流模型结合动网格技术对某工程Y形宽尾墩表孔弧形闸门开启过程进行了三维动态数值模拟研究,根据过闸流量滞后的特点,将闸后水流分为滞后式、过渡式和平稳式3种流态。分析了闸门开启过程中水流流态及非恒定流流量系数与闸门开启速度和溢流堰顶水头的关系,指出非恒定流流量系数随闸门开启速度的加快及堰顶水头的降低而减小,并给出不同开启速度和堰顶水头情况下适于过渡式及平稳式水流的流量系数经验公式。部分结果与试验结果进行对比,吻合良好,验证了数值方法的可靠性。