地下灌溉灌水器沙地試驗

通過對現有滴灌灌水器類型的分析及試驗篩選,結果表明,內鑲式滴灌管最適宜應用于地下滴灌,在低壓運行時,孔口式滴頭在土壤中穩(wěn)定出流量為空氣中的3/5,基本可以滿足地下滴灌的要求;在較高供水壓力時,所選取的幾種滴頭基本上都可以用于地下滴灌。通過對濕潤鋒的觀測,發(fā)現出流量較大的滴頭,其濕潤鋒向上運移速度較快。因此,為防止地下滴灌產生深層滲漏,應選取出流量較大的滴頭

通過試驗,研究了灌水器類型、流量、工作壓力和土壤初始含水量對地下滴灌灌水器出口正壓的影響規(guī)律。結果表明:灌水器埋入土壤后,其出流由于受土壤等因素的限制,在灌水器出口處產生了一定的正壓,該正壓隨著灌水歷時的延長而增大。影響地埋灌水器出口正壓的主要因素是灌水器的額定流量和土壤初始含水量

為了研究灌水器流量變化規(guī)律,該文以灌水器工作壓力、土壤容重和土壤初始含水率為試驗因素,用混合水平均勻設計安排試驗方案。應用研制的地下滴灌灌水器流量測試系統,用稱重法來獲得不同試驗方案灌水器流量。根據試驗數據,建立了地下滴灌灌水器流量計算經驗公式。分析表明:在工作壓力不變時,灌水器流量在灌水初期略大,而后減小并趨于恒定,這個變化過程僅1～2min左右,可認為灌水器流量是不變的;在同一壓力下,地下滴灌灌水器流量比地表滴灌減小5%～20%,壓力越大,二者值越接近;影響地下滴灌灌水器流量的主要因素是灌水器工作壓力,而土壤容重和土壤初始含水率對灌水器流量影響較小。

隨著新農村的建設,農村污水處理系統建設逐漸完善,同時節(jié)水灌溉技術的推廣,農村再生水的利用成為農業(yè)灌溉節(jié)水的一種新方法。本試驗針對農村污水處理系統,進行再生水滴灌試驗。結果表明:市場常見的灌水器產品對農村的再生水有一定的適用性,具有抗堵塞的功能,可在農村推廣再生水滴灌技術。寬齒形灌水器具有自清洗功能,抗堵塞性能優(yōu)于其他3中灌水器,且大流量的灌水器的抗堵塞性能優(yōu)于低流量的灌水器。由微生物與固體顆粒團體等組成的生物膜易沉積于灌水器的格柵和出水口緩沖區(qū),引起灌水器堵塞,其是直接誘發(fā)灌水器堵塞的原因。灌水器流道內沉積物質的隨機生長與脫落,造成灌水器的堵塞是一種隨機的過程。滴灌系統運行大概350h,應對其進行清洗,以提高灌水器的抗堵塞性能。

對多孔膠管地下灌溉的原理做了簡要說明。詳細敘述了多孔膠管的結構、原材料、制造設備和生產方法。簡要敘述了多孔膠管的堵塞及其預防。

為分析迷宮灌水器流道內水流流態(tài)及其相互轉換的臨界雷諾數,該文對5種流道尺寸的模型中水流流動現象進行觀測與分析,并進一步分析了迷宮流道內水流水頭損失與斷面平均流速之間的關系以及相應斷面尺寸直流道內水流沿程水頭損失與斷面平均流速之間的關系。結果表明:迷宮灌水器不斷轉折的流道對水流有很大的干擾,可以使其中水流在雷諾數為41.5時就失去穩(wěn)定轉變?yōu)檫^渡區(qū);迷宮流道進口段單元中可能出現層流,出現層流的單元數占總單元數的10%～12%。從整體來看,可認為迷宮灌水器中水流流態(tài)為紊流或過渡區(qū);與經典雷諾試驗結果不同,迷宮流道中水流水頭損失與斷面平均流速的2.0～2.5次方成比例;迷宮灌水器的流態(tài)指數可達到0.4～0.5;該試驗迷宮流道中水流過渡區(qū)與紊流區(qū)相互轉換的臨界雷諾數為87.5～125.0。

壓力和流量的關系是地下滴灌灌水器最重要的水力要素之一,通過地下滴灌灌水器試驗裝置,測量了流量和壓力關系。試驗結果表明:壓力不變情況下,地下滴灌灌水器流量是恒定的;地下滴灌灌水器流量對壓力變化的敏感程度高于地表滴灌。

根據多孔管在空氣中出流的計算方法,結合單孔土中出流的試驗結果,采用理論分析與試驗結合的方法,分析研究了多孔管土中出流的計算方法和公式,為多孔管地下灌溉工程的設計提供了參考。

在室內將3種類型的灌水器置于自制水槽中,進行了灌水器的淹沒出流試驗。試驗結果表明:灌水器在淹沒出流時的出流規(guī)律與自由出流相同,但淹沒時的流量略小于對應壓力下自由出流的流量,其流量變化率多在10%以內;相比之下,低壓時流量變化率比高壓時大,即在灌水器額定工作壓力(10m)附近,淹沒出流對其影響較小。統計特征表明,灌水器淹沒后出流更加均勻。不同灌水器類型對淹沒與否的敏感程度有所差異,微管灌水器最為明顯,其次是內鑲式,補償式變化很小。升降壓過程中,降壓過程的淹沒出流對灌水器的流量變化率均小于升壓過程。

微灌灌水器-微噴頭

以運行2年的日光溫室番茄地下滴灌系統為對象,通過對灌水器流量進行測試,分析了滴灌帶埋深、施肥次數、施肥量和土壤層狀結構等對灌水器堵塞程度及灌水均勻性的影響。滴灌系統包括滴灌帶埋深為0、15和30cm的33個小區(qū),2年累計施肥次數的變化范圍為0~19,累計施尿素量變化范圍為0~1023kg/hm2。結果表明,運行2年后地表和地下滴灌灌水器發(fā)生了輕微堵塞,其中流量降低超過25%的灌水器占2.7%,完全堵塞的灌水器占2.1%;施肥次數、施肥量和土壤層狀結構對堵塞的發(fā)生沒有明顯影響,地表滴灌比地下滴灌堵塞略為嚴重;未發(fā)現根系入侵造成的灌水器堵塞。對發(fā)生堵塞灌水器在系統中的位置進行調查后發(fā)現,大部分堵塞灌水器位于毛管的最末端。為了定量評價灌水器堵塞程度對灌水均勻性的影響,建立了灌水器流量變差系數與流量降低百分數之間的回歸關系,結果表明灌水器流量均勻系數隨堵塞引起的流量降低百分數的增大而線性增大。

針對最為節(jié)水、高效用水的地下滴灌技術,主要分析了目前地下灌水器產品的結構、使用特點和功能,并運用土-水系統中土壤水分理論知識,提出并設計了一種非電子控制的地下滴灌灌水器產品。該產品以土壤負壓為控制動力,以土壤水分為控制條件,當灌水器附近土壤發(fā)生干濕變化時,土壤表現出不同大小的負壓,并作用于灌水器內部的彈性膜囊,使之發(fā)生變形,從而改變灌水器內部流道的通斷,使灌水器的出流狀況始終與土壤含水量自動相適應,具有出流量自調節(jié)的功能。

通過對現有滴頭、滴箭等產品結構的研究、改進與優(yōu)化,設計開發(fā)出一種抗堵塞功能較強的插入式地下灌水器產品,整體上具有快速裝拆、移動靈活、滴流量偏差小、水力性能穩(wěn)定等特點。為檢驗其抗堵塞功能的優(yōu)劣,分別進行了自由出流和插地出流條件的滴水試驗。結果表明:移動插入式灌水器出流均勻,具有較強的抗堵塞性能,自由出流時的平均滴水量與多次間歇式插地出流時的平均滴水量相當,其波動范圍在5%以內,較適合于在移動式地下滴灌系統中應用。

研究不同含沙水滴灌條件下,隨著灌水次數的增加滴灌管(帶)的堵塞情況;灌水器出流及淤積在滴灌管(帶)管腔內的泥沙含量和粒徑組成。經過多次灌水試驗,試驗結果表明:經過11次灌水試驗,d120水質情況下滴灌管(帶)堵塞情況好于s120;s100和d75水質情況下,經過相同次數的灌水試驗,4條滴灌管(帶)堵塞灌水器個數及位置相同;s80和d75水質情況下,雖然d75水質下灌水次數多,但4種滴灌管(帶)抗堵塞性能明顯要好于s80水質情況下;不同水質情況下4條滴灌管(帶)的前60m,管腔內泥沙淤積量很小,70~90m處泥沙淤積量則不同程度的增加,淤積在管腔內的泥沙中值粒徑d50最大值出現在60~90m。

利用femlab軟件可以用偏微分方程式描述各種數學、物理與工程問題或者是多重物理量問題,并可用有限元法對其進行分析。為此,重點介紹了該軟件的基本原理與應用方法,包括圖形繪制、網格生成、解答器等過程,以及它在滴灌設備研發(fā)中的應用。通過該軟件的使用大大提高了產品設計質量和速度,降低了制造成本。

以齒形迷宮流道灌水器為研究對象,通過計算流體力學(cfd)數值模擬、piv觀測和樣品測試相結合的方法,研究了齒形結構的不同齒底距、齒高下顆粒運動軌跡與流道內部速度場分布的關系,并初步探索了流道結構參數與灌水器抗堵塞性能的關系。結果表明:當流道內固體粒子運動速度小于0.5m/s時,易在齒底處旋轉,而大于此速度時,則易進入主流區(qū)被水流帶出流道;齒形迷宮流道齒底距與抗堵塞性能呈正相關,齒高與抗堵塞性呈負相關;流道設計時,單純增大齒底距或者減小齒高,可以有效降低粒子在流道中發(fā)生旋轉的概率,有利于提高灌水器的抗堵塞性能。

微灌灌水器-噴頭SLT67.3-94

針對遼寧省補充性灌溉地區(qū)的特點,開發(fā)以補充灌溉為主,移動式、農民易于接受的新型節(jié)水灌溉設備,即螺旋消能補償式灌水器,以豐富遼寧省的節(jié)水灌溉技術手段。通過改變灌水器的結構形式,開展其結構參數、水力性能參數測試試驗,確定了應用此灌水器的輸水帶長度及灌水均勻度,可用于改進地面灌灌溉技術、管灌末級改造和應急抗旱使用等方面,促進了遼寧省避災農業(yè)、高效農業(yè)、現代農業(yè)的發(fā)展,保障全省糧食安全、農民增收。

為了研究滴頭工作壓力和土壤物理特性對地下滴灌灌水器流量的影響,采用分形理論分析各種級配土壤的分形特征;以土壤顆粒質量分形維數、灌水器工作壓力、土壤容積密度、土壤初始含水率為試驗因素,運用混合水平均勻設計方法進行試驗。結果表明,粘粒含量大小是土壤分形維數的主要影響因素,土壤分形維數隨著粘粒含量的增加而增大;plassim公司地下滴灌灌水器流量隨土壤分形維數的增大而減小,即土壤質地越細地下滴灌滴頭流量就越小;通過試驗所建立的包含有土壤分形維數因素的地下滴灌灌水器流量計算經驗公式的普適性較高。

為研究不同質地土壤中灌水器水力要素的變化規(guī)律及其差異,選取灌水器工作壓力、土壤容重和土壤初始含水率為因素,分別在粘土、壤土和砂土中采用混合水平均勻設計安排試驗。試驗結果表明,不同土壤中的灌水器出流規(guī)律一致:即當工作壓力不變時,灌水器流量在灌水初期略大,而后減小并趨于恒定,這個變化過程僅1~2min;在相同壓力下,地下滴灌灌水器流量比地表滴灌小5%~20%,壓力越大,二者越接近;灌水器流量隨工作壓力的增加而增大;土壤因素對灌水器流量有微弱的制約作用,使流量減小。相同條件下,土壤質地越輕,灌水器流量越大;但隨著土壤容重和土壤初始含水率的增加,土壤質地越輕,流量減小程度越大。

目錄 1綜合說明.................................................................................................1 1.1項目名稱、建設單位..................................1 1.2項目背景............................................1 1.3項目主要建設內容....................................2 1.4投資概算............................................2 1.5效益分析結論........................................2 1.6工程建設管理........

以均質壤土(l)、均質砂土(s)、上砂下壤(sl)和壤土中有砂土夾層(lsl)4種土壤質地結構為對象,利用室內土箱試驗,研究了土壤質地及其層狀結構對灌水器流量的影響,估算了灌水器出口正壓值。試驗選用10m水頭壓力下額定流量為1.1l/h的地下滴灌專用灌水器。土壤為層狀結構時,上層土壤厚度為20cm,砂土夾層的厚度為10cm。l、s、sl試驗的灌水器埋深為15cm;為了探討灌水器埋深與土壤質地變化相對位置對灌水器性能的影響,lsl的灌水器埋深設計為15、25和35cm。試驗采用的工作壓力為2、3、6和10m水頭。結果表明:灌水開始后,出口正壓的迅速增大致使灌水器流量迅速減少,而后逐漸趨于穩(wěn)定。灌水器流量隨時間的變化可近似用冪函數表示。灌水器在土壤中的流量比在空氣中的自由出流流量有所減小,灌水器自由出流流量越小,減小幅度越大。土壤層狀質地對灌水器流量影響明顯,一定壓力下,灌水器在層狀土壤中的流量小于在均質土壤中的流量,尤其當灌水器位于lsl的砂土夾層中時,流量比在均質壤土中減少13%,比自由出流流量減少20%。利用試驗結果建立了地下滴灌灌水器流量與土壤飽和導水率、層狀土壤結構、灌水器工作壓力的經驗關系,對各影響因子的敏感性分析結果表明,對地下滴灌灌水器流量影響最明顯的是灌水器工作壓力,其次是層狀土壤結構,飽和導水率的影響較小。