滴灌灌水小区水力设计的遗传算法研究

以滴灌灌水器平均流量与设计流量的差值为目标函数,将支管末端节点的压力水头作为决策变量,应用二分法与退步法进行毛管和支管的水力计算,建立微灌灌水小区整体水力设计的遗传算法模型。仿真结果表明,模型与算法具有很高的求解效率、计算精度以及良好的通用性和实用价值。在进行灌水小区水力设计的同时,还能够得到支管和毛管的流量、压力分布,以及灌水器平均流量、最大流量、最小流量等特征值及其孔口位置,确定压力偏差、流量偏差、灌水均匀度等灌水质量控制指标。可适用于非均匀坡、变管径、变间距等坡地微灌灌水小区的水力计算与设计,也可用来对已设计或铺设好的灌水小区进行校核与评价。     

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。     

浅埋式滴灌苜蓿耗水规律和产量 对不同灌水定额的响应

为确定适宜多砾石砂土浅埋式滴灌苜蓿的灌溉制度, 试验设定 5 种灌水定额( 22. 5、 30.0、 37.5、 45.0 和 52.5 mm) 并以地面灌为对照组( CK) , 研究灌水定额对浅埋式滴灌苜蓿耗水规律和产量的影响。结果表明: 不同灌水定额下各茬苜蓿的耗水强度为第 2 茬> 第 1 茬> 第 3 茬, 且均在孕蕾期达到峰值。各茬苜蓿的总耗水量表现为第 2 茬> 第 3 茬> 第 1 茬, 且耗水量分别在分枝期、初花期及孕蕾期最高。灌水定额大于 45.0 mm 时, 耗水强度增加趋势不明显且与地面灌( CK) 相近。45.0 mm 灌水定额与地面灌( CK) 间的耗水量差异不显著( P < 0.05) 。高灌水定 额( 45.0、52.5 mm) 与地面灌( CK) 之间的总耗水量、总产量以及总水分利用效率差异不显著, 与低灌水定额( 22.5、 30.0、37.5 mm) 差异显著( P < 0.05) , 且各茬苜蓿此三项指标的差异性一致。总产量与总水分利用效率在灌水定额 为 45.0 mm 处达到最大, 与地面灌( CK) 相比分别增加了 9.05% 、14.54% 。选用 45.0 mm 灌水定额和 54.0 mm 灌溉定额作为多砾石砂土浅埋式滴灌苜蓿灌溉制度较为合适。     

地下滴灌技术及其灌水要素研究进展

地下滴渗灌作为一种国内外正在开发的低定额节水灌溉技术,巳成为国内外缺水地区果树及某些经济作物抵御干旱缺水,发展优质、特色、高效农业的重要技术措施之一,具有广阔的推广应用前景.本文介绍了地下滴渗灌的研究与应用现状,分析了灌水技术指标、作物需水量和节水增产效应、土壤水分运动规律及数值模拟、灌水器等方面的研发进展,讨论了目前存在的问题和未来的研究方向.     

浅谈滴灌系统中灌水器的选型

滴灌系统中,灌水器的选择关系到灌水均匀性和工程造价的问题.灌水器的选择需要考虑多种因素的影响,本文论述了在灌水器选型时需要考虑的一些主要因素,为滴灌系统设计者提供一些帮助.     

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.     

大棚温室蔬菜灌水新技术——简易滴灌

简介 用φ15毫米塑料管做毛管,管壁上扎有孔距为35厘米,孔径为φ1.2毫米的水平单眼。用φ25毫米塑料管做支管,用φ38毫米塑料管做主管,棚首主管上安装控制阀与水源接通,构成了简易滴灌系统。 该滴灌,在棚内有两种布置: 条型布置 在地表上、地膜下每隔1米放一条长50米的毛管,然后与主、支管连成管网,开启首部控制阀门便可滴灌温室蔬菜(见图1)。它便于耕作,利于管理。 曲型布置     

波涌灌溉灌水方案优化设计

采用波涌灌入渗模型，结合运动波模型，对波涌灌和连续灌进行了数学模拟。用模型对各种不同管理参数下的波涌灌效果进行分析，确定出完成波涌灌的最优周期数。提出一个波涌灌的最优化模型，给出一个可行的管理程序，对某一给定的灌水边界（土壤、沟畦规格及坡度）条件下，确定出波涌灌灌水管理参数的最优组合。     

波涌灌溉灌水方案优化设计

采用波涌灌入渗模型，结合运动波模型，对波涌灌和连续灌进行好数学模拟。用模型对各种不同管理参数下的波涌效果进行分析，确定出完成波涌灌的最优周期数。提出一个波涌灌的最优化模型，给出一个可行的管理程序，对某一给定的灌水边界条件下，确定出波涌灌灌水管理参数的最优组合。     

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。     

田面微地形对滴灌灌水均匀度影响的试验

以试验小区内镶贴条式滴灌带为研究对象,测定不同田面微地形、系统工作压力下滴头在各测点的流量分布,计算出各种条件下的灌水均匀度,分析了不同系统工作压力下,田面微地形对滴灌灌水均匀度的影响.结果表明:系统工作压力越大,田面微地形对灌水均匀度的影响越小;压力越小,灌水均匀度受田面微地形影响越大.在比较平缓的微地形条件下,降低系统工作压力,滴灌灌水均匀度并没有显著减小.     

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。     

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.     

北方水稻浅湿灌水技术研究

我国辽宁地表水资源年人均占有量989米~3,仅为全国人均水量的1/3。辽宁中部平原耕地(2448万亩)占全省耕地的42.9％,商品粮占全省70％,但地表水资源(52.5亿米~3)仅为全省的15.6％。年人均水量373米~3,仅为全省人均水量的1/3。随着国民经济的发展,工业用水量增加很快,农用水资源不足的矛盾日益突出,许多稻区面临缺水的威胁。因此,研究合理节约用水的灌溉技术已为当务之急。     

浅湿灌水技术试验成果分析

为寻求一套最省水、增温、高产的灌水技术,我们从1978年开始,以浅湿灌水技术为重点,连续7年同时进行了5种灌水技术的对比试验。(1983年又增加了“浅湿浅”的灌水技术试验),总结出一套“浅晒浅湿”的合理灌水技术。这种灌水技术省水、提高水温、地温,促进水稻早熟、高产。全县已有25万亩采用了这种灌水技术,在遭受23年     

滴灌系统田间管网优化设计分析

在调研新疆地区滴灌工程基础上,分析了地区现行滴灌工程管网布置及长度确定方式,提出运用毛管最大长度计算公式和经济指标作为重要衡量参数,确定田间毛管布置的最经济长度。结果表明,在毛管间距相等情况下,毛管铺设经济长度会随滴头间距增加、流量减小而增加。同时,增加灌水小区面积,田间毛管经济长度亦会增加。     

滴灌系统片式灌水器内部流体运动特性分析

为明确滴灌系统片式灌水器流道内水流及颗粒物的运动特性,借助两相流模型对灌水器内部水流运动特征和颗粒物输移特性进行计算与分析。研究表明:沿着水流前进的方向,压力呈现均匀降低的阶梯状变化规律,流体流动整体呈现主流区与非主流区的分区运动特征,在流道结构突变处是流道消能的最主要部位,颗粒相速度稍低于水相。灌水器流道内部颗粒物的整体跟随性良好,但灌水器流道近壁面颗粒物的跟随性明显优于中心区,齿尖附近颗粒物的跟随性最差。     

温室作物膜下滴灌适宜灌水量试验研究

探讨了辽宁地区温室作物在膜下滴灌条件下的适宜灌溉水量。分别进行5种不同灌水量条件下温室作物的茎粗、产量及水分生产率的变化分析。试验结果表明:温室作物的茎粗值随灌水量的增加而增大,产量及水分生产率随灌水量的增加呈先增后减的趋势。对于辽宁地区温室作物的膜下滴灌来讲,产量最高目标下最适宜的灌溉水量是4.22 m3/hm2,水分生产率最高目标下的最适宜灌溉水量是2.67 m3/hm2。     

滴灌系统灌水器堵塞机理与控制方法研究进展

滴灌系统灌水器堵塞问题直接影响灌水均匀度、系统运行效益和使用寿命,是滴灌领域的国际难题之一,而地下滴灌系统中负压吸泥作用与根系入侵效应使得灌水器堵塞机理更为复杂。尤其是水资源短缺与水污染并重的现状迫使滴灌水源多元化、滴灌系统由单一灌溉功能逐步向灌溉施肥等多功能转变以及滴灌技术在高附加值的多年生作物上的应用等因素,对灌水器抗堵塞能力提出了更高的要求。本文通过回顾滴灌系统灌水器堵塞问题研究历程,系统总结了灌水器堵塞类型、测试与评价方法以及发生特征与预报方法,通过建立堵塞物质提取与精细测试方法,分别从堵塞物质形成与生长过程、水源中多物质运移过程两个角度,揭示了灌水器堵塞耦合诱发机制与持续增长机理,通过综合控制堵塞物质来源(前控)、提升自身抗堵塞能力(中排)和有效清除堵塞物质(后清)等多角度建立了灌水器堵塞控制方法,最终提出该领域急需进一步研究的问题和方向。本文旨在为解决滴灌系统灌水器堵塞问题及推动滴灌技术规模化应用与推广提供理论支撑。