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。     

江淮丘陵区塘坝灌溉能力估算及其演变特征

鉴于塘坝工程在江淮丘陵区蓄水灌溉中的重要作用,通过对塘坝工程与作物种植结构发展历程的综合分析,提出了基于水量供需平衡分析的塘坝灌区灌溉能力概念及其计算模型,定量评估了江淮丘陵区不同年代的塘坝灌溉能力,揭示了塘坝灌溉能力的动态演变特征。研究结果表明:江淮丘陵区全区塘坝灌溉能力在20世纪60年代达到峰值后,70～90年代呈显著下降趋势,至21世纪初有所回升。研究结果可为江淮丘陵区塘坝发展规划与灌溉制度的制定提供理论依据与技术支撑,具有重要实际指导意义。     

考虑接触行为的U型渠道冻胀数值模拟

U型衬砌渠道具有良好的整体性和冻胀适应性,但在冬季仍极易因土体冻胀而导致破坏。考虑渠基冻土与衬砌接触面冻结的非线性特性和冻土、混凝土材料的塑性特征,建立能分析渠道基土与衬砌间挤压、脱开及滑移等接触力学行为的渠道冻胀破坏热力耦合数值模型。以宝鸡峡灌区塬下北干渠为原型渠道,按照模型是否考虑接触分别进行冻胀数值模拟,并对模拟结果进行对比分析。结果表明:考虑接触的模型模拟结果与原型实测值更相符,更能合理地解释U型渠道冻胀在渠底与阴坡衔接处冻胀量最小;考虑接触的混凝土塑性应变最大值是不考虑接触时的3.76倍;考虑接触的法向冻胀力和切向冻结力更均匀,最大值均减少1.5~3.0倍,应力集中现象减弱,更能反映混凝土衬砌板与渠基土之间的滑移变形与破坏准则的相互作用。研究结果为U型衬砌渠道冻胀破坏规律提供了分析方法。     

乡村振兴战略指导下的生态灌区建设与管理

针对生态灌区建设与管理存在的产业与资源低效、灌溉水质恶化、生态多样性降低等问题,以乡村振兴战略为理论指导,从乡村振兴战略20字总要求出发,探讨乡村振兴战略思想下的生态灌区建设与管理,提出了农业质量产量底线、生态与环境底线和资源开发利用上限的生态灌区建设与管理三条红线,指出生态灌区应向粮食增产提质和其他产品有效供给、生态环境优美宜居、资源保护与高效利用方向发展,为实现生态灌区可持续型绿色发展提供科学参考。     

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。     

砾石土质条件下葡萄滴灌生育期土壤含水率变化规律研究

为探究酿酒葡萄在砾石土质条件下的土壤含水率变化规律及合理灌溉制度,选取贺兰山东麓砾石土典型试验区,以五年生赤霞珠品种为研究对象,设计2 550、2 850、3 225、3 600 m3/hm24个不同定额的灌水处理,应用TDR土壤水分剖面仪和土壤水势仪,监测生育期滴灌前后不同土层含水率与水势变化,针对监测数据从灌水处理整体与单个生育期不同角度进行分析,研究酿酒葡萄在砾石土条件下不同滴灌定额土壤含水率变化规律,最终提出生育期适宜灌溉制度。研究结果表明:随着灌溉定额的增加,土壤含水率在0~40cm土层范围内变化较明显;不同深度土层土壤水势变化规律与灌溉定额的大小有关;1m深土壤水分蓄存比并不是随着灌水量的增加而增大,而是当灌水量达到某一定额时,随着灌水量的增加,土壤水分蓄存比减小,砾石土单次灌水量高于300 m3/hm2时,土壤水分蓄存比较低,易产生深层渗漏。     

Optimal Design of Two-Chamber Gas Distributor with CFD Approach

Computational fluid dynamics( CFD) is used to investigate a new type of two-chamber natural gas distributor,which has a natural gas inlet and nine nozzle outlets. The uniformity at the outlet of distributor is practice proven to have significant degree influence on its comprehensive performance. To improve the uniformity at the nozzles of the gas distributor,CFD modeling with the RNG k-ε turbulence model is undertaken to understand the mass flow rate of nozzles with reference to different length of chambers and the most optimal length is obtained. The internal flow pattern of the natural gas distributor is analyzed. It is found that the local maximum deviation of the nozzle outflow rate increases with the increase of chambers length when the length is more than 64 mm. The results provide useful suggestions for the optimal design of two-chamber natural gas distributor.     

非生育期春灌灌水量对土壤盐分变化的影响

通过田间小区试验,分析3个不同滴灌棉田春灌灌水量1350、1800和2250 m3/hm2对盐分变化的影响。试验表明:在相同灌水量下,宽行、窄行和膜间3个不同行距的脱盐效果,宽行最好;3个灌水量下,1800 m3/hm2的灌水量对盐分淋洗效果较好。此结果可为当地春灌提供指导,对制定灌溉制度有一定的借鉴作用。     

基于GR-SPA的膜下滴灌模式评价

针对膜下滴灌模式的优选问题,从集对分析(SPA)出发,由灰色关联(GR)分析计算待评模式与最优模式、中间模式和最劣模式之间的关联度,来构建膜下滴灌模式评价的联系度表达式,实现对多种灌溉模式的评价。将此方法应用于新疆的大田试验中,对9种灌溉模式进行评价,最终确定灌溉模式4为最优模式,即苗期灌溉时间比对照模式推迟2d,蕾期按对照模式及时进行复水,花铃前期和花铃后期适当控水。结果表明:基于GR-SPA评价法的最优灌溉模式与投影寻踪分类法和突变理论法的评价结果一致,也与大田试验推荐的灌溉模式相符,说明此方法能客观、真实地反映膜下滴灌模式的评价问题,评价结果可靠。     

基于TEM图像的CNT溶液分散均匀性分形方法

针对传统评价方法的不足,提出了一种以分形理论为数学模型基础的碳纳米管长度分布及分布均匀性的定量评价方法.将碳纳米管溶液TEM图像进行处理,得到简化矩阵,以简化矩阵的第1个元素为原点,提取不同步长及该步长内所有元素的和,在双对数坐标中以拟合直线的斜率作为碳纳米管长度分布参数p1.以TEM图像的中心为圆心做圆,提取不同半径圆内的碳纳米管数量,在双对数坐标中以拟合直线斜率的倒数作为分散均匀性参数p2.将该方法应用于不同方法分散的碳纳米管分散均匀性的描述,结果验证了该方法能正确地评价碳纳米管的长度分布及其分布均匀性.