地下灌溉灌水器沙地試驗(yàn)

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有滴灌灌水器類型的分析及試驗(yàn)篩選,結(jié)果表明,內(nèi)鑲式滴灌管最適宜應(yīng)用于地下滴灌,在低壓運(yùn)行時(shí),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(shí),所選取的幾種滴頭基本上都可以用于地下滴灌。通過(guò)對(duì)濕潤(rùn)鋒的觀測(cè),發(fā)現(xiàn)出流量較大的滴頭,其濕潤(rùn)鋒向上運(yùn)移速度較快。因此,為防止地下滴灌產(chǎn)生深層滲漏,應(yīng)選取出流量較大的滴頭

通過(guò)試驗(yàn),研究了灌水器類型、流量、工作壓力和土壤初始含水量對(duì)地下滴灌灌水器出口正壓的影響規(guī)律。結(jié)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(chǎn)生了一定的正壓,該正壓隨著灌水歷時(shí)的延長(zhǎng)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(yàn)因素,用混合水平均勻設(shè)計(jì)安排試驗(yàn)方案。應(yīng)用研制的地下滴灌灌水器流量測(cè)試系統(tǒng),用稱重法來(lái)獲得不同試驗(yàn)方案灌水器流量。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),建立了地下滴灌灌水器流量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式。分析表明:在工作壓力不變時(shí),灌水器流量在灌水初期略大,而后減小并趨于恒定,這個(gè)變化過(guò)程僅1～2min左右,可認(rèn)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(duì)灌水器流量影響較小。

隨著新農(nóng)村的建設(shè),農(nóng)村污水處理系統(tǒng)建設(shè)逐漸完善,同時(shí)節(jié)水灌溉技術(shù)的推廣,農(nóng)村再生水的利用成為農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水的一種新方法。本試驗(yàn)針對(duì)農(nóng)村污水處理系統(tǒng),進(jìn)行再生水滴灌試驗(yàn)。結(jié)果表明:市場(chǎng)常見(jiàn)的灌水器產(chǎn)品對(duì)農(nóng)村的再生水有一定的適用性,具有抗堵塞的功能,可在農(nóng)村推廣再生水滴灌技術(shù)。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(tuán)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(nèi)沉積物質(zhì)的隨機(jī)生長(zhǎng)與脫落,造成灌水器的堵塞是一種隨機(jī)的過(guò)程。滴灌系統(tǒng)運(yùn)行大概350h,應(yīng)對(duì)其進(jìn)行清洗,以提高灌水器的抗堵塞性能。

對(duì)多孔膠管地下灌溉的原理做了簡(jiǎn)要說(shuō)明。詳細(xì)敘述了多孔膠管的結(jié)構(gòu)、原材料、制造設(shè)備和生產(chǎn)方法。簡(jiǎn)要敘述了多孔膠管的堵塞及其預(yù)防。

為分析迷宮灌水器流道內(nèi)水流流態(tài)及其相互轉(zhuǎn)換的臨界雷諾數(shù),該文對(duì)5種流道尺寸的模型中水流流動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè)與分析,并進(jìn)一步分析了迷宮流道內(nèi)水流水頭損失與斷面平均流速之間的關(guān)系以及相應(yīng)斷面尺寸直流道內(nèi)水流沿程水頭損失與斷面平均流速之間的關(guān)系。結(jié)果表明:迷宮灌水器不斷轉(zhuǎn)折的流道對(duì)水流有很大的干擾,可以使其中水流在雷諾數(shù)為41.5時(shí)就失去穩(wěn)定轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)渡區(qū);迷宮流道進(jìn)口段單元中可能出現(xiàn)層流,出現(xiàn)層流的單元數(shù)占總單元數(shù)的10%～12%。從整體來(lái)看,可認(rèn)為迷宮灌水器中水流流態(tài)為紊流或過(guò)渡區(qū);與經(jīng)典雷諾試驗(yàn)結(jié)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(shù)可達(dá)到0.4～0.5;該試驗(yàn)迷宮流道中水流過(guò)渡區(qū)與紊流區(qū)相互轉(zhuǎn)換的臨界雷諾數(shù)為87.5～125.0。

壓力和流量的關(guān)系是地下滴灌灌水器最重要的水力要素之一,通過(guò)地下滴灌灌水器試驗(yàn)裝置,測(cè)量了流量和壓力關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)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(duì)壓力變化的敏感程度高于地表滴灌。

根據(jù)多孔管在空氣中出流的計(jì)算方法,結(jié)合單孔土中出流的試驗(yàn)結(jié)果,采用理論分析與試驗(yàn)結(jié)合的方法,分析研究了多孔管土中出流的計(jì)算方法和公式,為多孔管地下灌溉工程的設(shè)計(jì)提供了參考。

在室內(nèi)將3種類型的灌水器置于自制水槽中,進(jìn)行了灌水器的淹沒(méi)出流試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:灌水器在淹沒(méi)出流時(shí)的出流規(guī)律與自由出流相同,但淹沒(méi)時(shí)的流量略小于對(duì)應(yīng)壓力下自由出流的流量,其流量變化率多在10%以內(nèi);相比之下,低壓時(shí)流量變化率比高壓時(shí)大,即在灌水器額定工作壓力(10m)附近,淹沒(méi)出流對(duì)其影響較小。統(tǒng)計(jì)特征表明,灌水器淹沒(méi)后出流更加均勻。不同灌水器類型對(duì)淹沒(méi)與否的敏感程度有所差異,微管灌水器最為明顯,其次是內(nèi)鑲式,補(bǔ)償式變化很小。升降壓過(guò)程中,降壓過(guò)程的淹沒(méi)出流對(duì)灌水器的流量變化率均小于升壓過(guò)程。

微灌灌水器-微噴頭

以運(yùn)行2年的日光溫室番茄地下滴灌系統(tǒng)為對(duì)象,通過(guò)對(duì)灌水器流量進(jìn)行測(cè)試,分析了滴灌帶埋深、施肥次數(shù)、施肥量和土壤層狀結(jié)構(gòu)等對(duì)灌水器堵塞程度及灌水均勻性的影響。滴灌系統(tǒng)包括滴灌帶埋深為0、15和30cm的33個(gè)小區(qū),2年累計(jì)施肥次數(shù)的變化范圍為0~19,累計(jì)施尿素量變化范圍為0~1023kg/hm2。結(jié)果表明,運(yùn)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(guò)25%的灌水器占2.7%,完全堵塞的灌水器占2.1%;施肥次數(shù)、施肥量和土壤層狀結(jié)構(gòu)對(duì)堵塞的發(fā)生沒(méi)有明顯影響,地表滴灌比地下滴灌堵塞略為嚴(yán)重;未發(fā)現(xiàn)根系入侵造成的灌水器堵塞。對(duì)發(fā)生堵塞灌水器在系統(tǒng)中的位置進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn),大部分堵塞灌水器位于毛管的最末端。為了定量評(píng)價(jià)灌水器堵塞程度對(duì)灌水均勻性的影響,建立了灌水器流量變差系數(shù)與流量降低百分?jǐn)?shù)之間的回歸關(guān)系,結(jié)果表明灌水器流量均勻系數(shù)隨堵塞引起的流量降低百分?jǐn)?shù)的增大而線性增大。

針對(duì)最為節(jié)水、高效用水的地下滴灌技術(shù),主要分析了目前地下灌水器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、使用特點(diǎn)和功能,并運(yùn)用土-水系統(tǒng)中土壤水分理論知識(shí),提出并設(shè)計(jì)了一種非電子控制的地下滴灌灌水器產(chǎn)品。該產(chǎn)品以土壤負(fù)壓為控制動(dòng)力,以土壤水分為控制條件,當(dāng)灌水器附近土壤發(fā)生干濕變化時(shí),土壤表現(xiàn)出不同大小的負(fù)壓,并作用于灌水器內(nèi)部的彈性膜囊,使之發(fā)生變形,從而改變灌水器內(nèi)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(dòng)相適應(yīng),具有出流量自調(diào)節(jié)的功能。

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有滴頭、滴箭等產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的研究、改進(jìn)與優(yōu)化,設(shè)計(jì)開發(fā)出一種抗堵塞功能較強(qiáng)的插入式地下灌水器產(chǎn)品,整體上具有快速裝拆、移動(dòng)靈活、滴流量偏差小、水力性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。為檢驗(yàn)其抗堵塞功能的優(yōu)劣,分別進(jìn)行了自由出流和插地出流條件的滴水試驗(yàn)。結(jié)果表明:移動(dòng)插入式灌水器出流均勻,具有較強(qiáng)的抗堵塞性能,自由出流時(shí)的平均滴水量與多次間歇式插地出流時(shí)的平均滴水量相當(dāng),其波動(dòng)范圍在5%以內(nèi),較適合于在移動(dòng)式地下滴灌系統(tǒng)中應(yīng)用。

研究不同含沙水滴灌條件下,隨著灌水次數(shù)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(nèi)的泥沙含量和粒徑組成。經(jīng)過(guò)多次灌水試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)11次灌水試驗(yàn),d120水質(zhì)情況下滴灌管(帶)堵塞情況好于s120;s100和d75水質(zhì)情況下,經(jīng)過(guò)相同次數(shù)的灌水試驗(yàn),4條滴灌管(帶)堵塞灌水器個(gè)數(shù)及位置相同;s80和d75水質(zhì)情況下,雖然d75水質(zhì)下灌水次數(shù)多,但4種滴灌管(帶)抗堵塞性能明顯要好于s80水質(zhì)情況下;不同水質(zhì)情況下4條滴灌管(帶)的前60m,管腔內(nèi)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(nèi)的泥沙中值粒徑d50最大值出現(xiàn)在60~90m。

利用femlab軟件可以用偏微分方程式描述各種數(shù)學(xué)、物理與工程問(wèn)題或者是多重物理量問(wèn)題,并可用有限元法對(duì)其進(jìn)行分析。為此,重點(diǎn)介紹了該軟件的基本原理與應(yīng)用方法,包括圖形繪制、網(wǎng)格生成、解答器等過(guò)程,以及它在滴灌設(shè)備研發(fā)中的應(yīng)用。通過(guò)該軟件的使用大大提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)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(duì)象,通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)(cfd)數(shù)值模擬、piv觀測(cè)和樣品測(cè)試相結(jié)合的方法,研究了齒形結(jié)構(gòu)的不同齒底距、齒高下顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡與流道內(nèi)部速度場(chǎng)分布的關(guān)系,并初步探索了流道結(jié)構(gòu)參數(shù)與灌水器抗堵塞性能的關(guān)系。結(jié)果表明:當(dāng)流道內(nèi)固體粒子運(yùn)動(dòng)速度小于0.5m/s時(shí),易在齒底處旋轉(zhuǎn),而大于此速度時(shí),則易進(jìn)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(guān),齒高與抗堵塞性呈負(fù)相關(guān);流道設(shè)計(jì)時(shí),單純?cè)龃簖X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(zhuǎn)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(duì)遼寧省補(bǔ)充性灌溉地區(qū)的特點(diǎn),開發(fā)以補(bǔ)充灌溉為主,移動(dòng)式、農(nóng)民易于接受的新型節(jié)水灌溉設(shè)備,即螺旋消能補(bǔ)償式灌水器,以豐富遼寧省的節(jié)水灌溉技術(shù)手段。通過(guò)改變灌水器的結(jié)構(gòu)形式,開展其結(jié)構(gòu)參數(shù)、水力性能參數(shù)測(cè)試試驗(yàn),確定了應(yīng)用此灌水器的輸水帶長(zhǎng)度及灌水均勻度,可用于改進(jìn)地面灌灌溉技術(shù)、管灌末級(jí)改造和應(yīng)急抗旱使用等方面,促進(jìn)了遼寧省避災(zāi)農(nóng)業(yè)、高效農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,保障全省糧食安全、農(nóng)民增收。

為了研究滴頭工作壓力和土壤物理特性對(duì)地下滴灌灌水器流量的影響,采用分形理論分析各種級(jí)配土壤的分形特征;以土壤顆粒質(zhì)量分形維數(shù)、灌水器工作壓力、土壤容積密度、土壤初始含水率為試驗(yàn)因素,運(yùn)用混合水平均勻設(shè)計(jì)方法進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明,粘粒含量大小是土壤分形維數(shù)的主要影響因素,土壤分形維數(shù)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(shù)的增大而減小,即土壤質(zhì)地越細(xì)地下滴灌滴頭流量就越小;通過(guò)試驗(yàn)所建立的包含有土壤分形維數(shù)因素的地下滴灌灌水器流量計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式的普適性較高。

為研究不同質(zhì)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(shè)計(jì)安排試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,不同土壤中的灌水器出流規(guī)律一致:即當(dāng)工作壓力不變時(shí),灌水器流量在灌水初期略大,而后減小并趨于恒定,這個(gè)變化過(guò)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(duì)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(zhì)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(zhì)地越輕,流量減小程度越大。

目錄 1綜合說(shuō)明.................................................................................................1 1.1項(xiàng)目名稱、建設(shè)單位..................................1 1.2項(xiàng)目背景............................................1 1.3項(xiàng)目主要建設(shè)內(nèi)容....................................2 1.4投資概算............................................2 1.5效益分析結(jié)論........................................2 1.6工程建設(shè)管理........

以均質(zhì)壤土(l)、均質(zhì)砂土(s)、上砂下壤(sl)和壤土中有砂土夾層(lsl)4種土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)為對(duì)象,利用室內(nèi)土箱試驗(yàn),研究了土壤質(zhì)地及其層狀結(jié)構(gòu)對(duì)灌水器流量的影響,估算了灌水器出口正壓值。試驗(yàn)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(jié)構(gòu)時(shí),上層土壤厚度為20cm,砂土夾層的厚度為10cm。l、s、sl試驗(yàn)的灌水器埋深為15cm;為了探討灌水器埋深與土壤質(zhì)地變化相對(duì)位置對(duì)灌水器性能的影響,lsl的灌水器埋深設(shè)計(jì)為15、25和35cm。試驗(yàn)采用的工作壓力為2、3、6和10m水頭。結(jié)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(shí)間的變化可近似用冪函數(shù)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(zhì)地對(duì)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(zhì)土壤中的流量,尤其當(dāng)灌水器位于lsl的砂土夾層中時(shí),流量比在均質(zhì)壤土中減少13%,比自由出流流量減少20%。利用試驗(yàn)結(jié)果建立了地下滴灌灌水器流量與土壤飽和導(dǎo)水率、層狀土壤結(jié)構(gòu)、灌水器工作壓力的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系,對(duì)各影響因子的敏感性分析結(jié)果表明,對(duì)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(jié)構(gòu),飽和導(dǎo)水率的影響較小。