低压孔口式膜灌袋水力特性研究

为了提高灌水效率,实现高效节水目的,提出一种基于蓄水于袋理念的灌溉技术。通过自制试验装置在0.3 m低压水头下对不同规格的膜袋进行出流试验,运用水力学原理,对水头损失、沿程孔口出流量的变化进行研究,并对灌水器制作精度及灌水均匀度进行分析。研究表明:孔距相同时,孔径为0.6 mm的膜袋水头损失大于孔径0.5 mm的;孔径相同时,孔距为30 cm和40 cm的水头损失基本相同。孔距相同时,孔径0.6 mm膜灌袋的孔口平均流量均大于孔径0.5mm的;孔径相同时,孔距40 cm膜袋的孔口平均流量均大于孔距30 cm的。试验处理条件下的孔口制作偏差均小于等于0.10,优良率为100%,满足灌水器质量标准。孔距30 cm和40 cm、孔径0.5 mm和0.6 mm的4种规格膜袋灌水均匀度均在80%以上,属于高均匀度节水灌溉技术。     

牧草地滴灌管灌水均匀性试验研究

以牧草地浅埋排根防负压避鼠型地下滴灌管为研究对象,通过大田试验测定不同滴头流量、毛管间距、埋设深度组合下滴灌管的灌水均匀度,结果表明:选用滴头流量为2.0 L/h的滴灌管,采用毛管间距60 cm、埋设深度20 cm的田间布置模式时,灌水均匀度达到0.968,滴灌效果最佳。该产品适用于西部牧区牧草地灌溉,具有较好的推广应用前景。     

旱塬区滴灌系统水力特性研究及系统优化设计

为解决陕西省渭北旱塬区滴管系统灌水均匀度较低的问题,通过试验与实际工程相结合的方法,研究不同进口工作水头与毛管铺设长度对系统单孔流量、灌溉均匀度和流量偏差率的影响,结果表明:系统单孔流量和灌水均匀度与毛管铺设长度呈反比,与进口工作水头呈正比,而流量偏差率与毛管铺设长度呈正比,与进口工作水头呈反比,工作水头在9 m左右,毛管铺设长度在30 m左右范围内时,可在节约成本的情况下,使系统灌溉均匀度最高;进口工作水头、毛管铺设长度与灌水均匀度的关系呈良好的二次抛物线关系,并得出了滴灌系统灌溉均匀度与毛管铺设长度、进口工作水头之间的函数关系式,可为渭北旱塬区滴灌系统的设计与施工提供理论依据。     

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。     

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.     

灌水器的工作水头对微灌系统灌水均匀度影响的研究

本文根据微灌灌水器的基本水力持性和一般通用的水力学计算公式以及微灌系统支、毛管水力计算的基本原理，分析了灌水器的工作水头对灌水均匀度的影响，得出新的结论：灌水器的工作水头对系统灌水均匀度的影响并非是“灌水器的工作水头愈高，则微灌系统的灌水均匀度愈高”的单调关系，而是与灌水器的流态指数ｘ，管道的流量指数ｍ以及地形坡度Ｊ有关。所得结论已通过计算机数值模拟和试验得到验证。     

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。     

低水头微喷带喷洒均匀度试验研究

为分析在低水头(1~5 m)条件下工作水头和铺设长度对微喷带喷洒均匀度的影响,以国内常见的N45(折叠带宽45 mm)单列斜5孔微喷带为研究对象,截取不同长度(20、40 m)的试样,分析水量分布特征,采用克里斯琴森均匀系数评价喷洒均匀度。结果表明:N45微喷带在小于3 m工作水头下,管带铺设长度不宜超过20 m;在3~5 m工作水头下,铺设长度不宜超过40 m。铺设长度一定时,通过增大工作水头可以提高喷洒均匀度;工作水头一定时,通过减小铺设长度可以提高喷洒均匀度。     

基于HYDRUS的微润灌溉线源入渗数值模拟

为探究微润灌溉在沙壤土中的入渗规律,以非饱和土壤水分运动理论为基础,建立1.0、1.5、2.0 m三种水头下微润灌溉土壤水分运动的数学模型。利用HYDRUS(2D/3D)软件对模型进行求解,求解结果表明:微润灌溉入渗流量随水头的增大而增大;湿润体沿渗灌管呈圆柱形分布,相同灌水时间下,湿润体大小随水头的增大而增大,湿润锋运移速率在灌水48 h内迅速减小,之后逐渐趋于稳定;含水率等值线为以渗灌管为中心的同心圆,平均含水率随水头的增大而增大,灌水均匀度随水头的增大而减小。为了验证软件模拟的精确性,将田间试验结果与模型模拟值进行对比,结果表明:模拟值与实测值无显著性差异,两者具有较好的一致性,说明HYDRUS软件可用于模拟微润灌溉条件下土壤水分运动及设计地下线源入渗灌水策略。     

微压超薄多孔软管滴孔平均流量及偏差率研究

在室内试验的基础上,应用水力学理论分析微压超薄多孔软管滴孔平均流量的变化规律,提出了滴孔平均流量的计算方法.试验结果表明:微压超薄多孔软管灌溉技术在一定坡度范围内较为适用,否则滴孔流量偏差率较大;在相同条件下,软管单孔平均流量随压力水头和坡度的增加而增大,随铺设长度的增加而减少;在同一坡度和压力水头下,滴孔的流量偏差率随铺设长度的增加而增大;在同一坡度和不同水头条件下,滴孔流量偏差率随着软管自压水头的增大有减小的趋势.     

东风水电站坝身中孔收缩式挑坎射流冲刷深度的试验研究

一、前言 东风水电站双曲拱坝坝高168m,坝址段河谷狭窄,枯水期河面宽约50m。坝身设三孔尺寸为6m×6.5m的中孔,采用挑流消能。其射流冲刷区有抗冲刷能力很差的九级滩页岩及F_6断层,允许流速约3m/s 。如果挑坎采用扩散式时,试验的最大冲刷坑深度t_2达40m,严重影响坝身安全及岸坡稳定。试验研究优选得到的收缩式挑坎的体型见图1。在相同的泄流条件下,冲刷坑深度可以减小约70％,并随挑坎前来流佛汝德数Fr(或孔口上游水头H)增大而减小。这是这种挑坎很重要的一个特性,对解决峡谷河段高坝大流量的泄洪消能问题,具有重要的意义。本文着重介绍这种挑坎射流冲刷深度的试验研究成果。     

沾益区炎方乡来远银杏苗圃滴灌工程设计

云南省沾益区炎方乡来远银杏苗圃采用滴灌方式灌溉,设计灌溉面积180hm~2,支管、毛管铺设是滴灌设计的核心内容。以项目区基本资料和灌溉制度为基础,通过水力计算来确定支管、毛管铺设参数。项目区分10组轮灌,灌水周期5d,灌水延续时间6h,净灌水定额18mm,毛灌水定额20mm。滴头流量2L/h,工作压力水头15m。最终:支管铺设长60m,间距60m,50孔,选用0.8MPa DN63PE100级管;毛管铺设长100m,间距1.2m,100孔,选用0.6MPa DN25PE100级管;选用?16(0.15MPa)压力补偿滴头。     

基于孔口出流原理的新型配水节流器配水特性

基于流体力学中的孔口出流原理,设计了一种与节水农业灌溉装置配套使用的新型配水节流器。采用理论分析和模型试验相结合的方法,以孔口开度、工作水头、配水流量为因子,对该配水节流器的配水特性进行了研究。研究表明:不同配水节流器孔口开度下,配水流量随工作水头的增大而增大,且呈乘幂关系;在相同水头情况下,配水流量仅与孔口开度有关。这样就可以通过控制开度调节配水流量,精确控制灌溉水量,从而达到节水灌溉的目的,同时也非常方便田间操作。     

膜孔沟灌技术要素对灌水质量评价指标的影响

结合春玉米膜孔沟灌田间试验,研究了膜孔沟灌主要灌水技术要素膜孔径、开孔率、单宽流量及地面坡度在不同水平组合下对灌水质量评价指标影响的显著性,并建立最优技术要素组合的回归方程。结果表明:各灌水技术要素对灌水均匀度和灌水效率影响的显著性不同,灌水均匀系数不宜单独用来评价膜孔沟灌灌水质量。     

多孔管的压力分布特性试验

通过室内试验并结合水力学理论分析多孔管沿程压力分布规律,研究了坡度、压力水头、孔距、管长4个参数对沿程压力分布的影响。试验结果表明:多孔管沿程压力随压力水头和孔距的增大而增大,随管长的减小而增大,多孔管沿程压力在平坡、顺坡、逆坡3种情况下分别有不同的变化规律。对推导出的水力学理论公式进行了验证,试验证明该公式在与试验条件类似或基本一致的条件下可用于实际计算。     

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。     

浑水异重流孔口出流泄沙规律

对垂直壁孔口和底孔出流的室内试验资料,以及三门峡水库、官厅水库的现场异重流孔口泄沙资料进行分析,得到出流含沙量与孔口高度和泄出层厚度的经验关系曲线。此关系曲线可用于估算在一定条件(孔口流量、异重流含沙量、孔口高度)下的出口含沙量。最后分析了孔口距底高度对浑水异重流孔口出流的影响,提出设计多沙河流上水库浑水异重流孔口泄沙的孔口位置时应注意的要点。     

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.     

射流出口末端折流板压力特性试验研究

高坝工程坝身孔口射流多呈横向扩散下泄,但狭窄河谷中的高坝工程因泄流宽度不足而受到限制。在坝身孔口出流末端设置横向收缩折流板,可获得竖向及纵向扩散良好的窄长水舌流态,从而充分利用河道纵向空间泄洪消能。但折流板两侧因射流冲击而压力剧增,这对折流板的结构设计不利。通过模型试验的方法,对收缩射流折流板不同体型参数(收缩比β、相对收缩段长度δ以及出口倾角γ)和深孔进口水头变化对其所受冲击压力的影响进行了研究。结果表明:射流冲击使得折流板上所受压力剧增,且压力最大值出现在始折点(突扩侧墙与折流板相接处,即折流板的始端)上,折流板面上无负压出现;折流板最大冲击压力随收缩比的增大而减小,随相对收缩段长度的增加而减小,随出口倾角的增大而增大,随深孔进口的水头增加而增大。     

水平畦灌技术参数对灌水质量及春小麦产量影响的试验研究

通过春小麦水平畦灌试验,研究了石羊河流域不同灌水技术参数组合对灌水质量和春小麦产量的影响。结果表明,在试验条件下,随着畦田纵坡的增大,灌水质量和春小麦产量降低;单宽流量越大,灌水效率越高,而单宽流量过大,有可能对田面造成冲刷,造成灌水均匀度降低;随着畦长的增大,灌水效率减小,灌水均匀度也减小。为此,提出了适合于石羊河流域金塔灌区水平畦灌的技术参数。