石羊河流域水肥一体化对滴灌灌水器堵塞和施肥均匀性的影响研究

发布时间：2020-05-05 21:13

【摘要】：水肥一体化滴灌具有节水、节肥、省工、增产等优点,在干旱缺水的石羊河流域得到大面积应用。由于滴灌专用肥价格高,大田应用中大多是直接使用常用肥料进行水肥一体化滴灌,容易引起滴灌灌水器堵塞,使得灌溉施肥均匀度下降,所以在新疆甘肃等地大量使用回收滴灌带生产的薄壁滴灌带,价格低廉,可每年更换滴灌带,避免堵塞造成的水量不均匀。薄壁滴灌带的作用压力不能过高,在低压条件下灌水器灌水均匀度和抗堵塞性能将会降低,更换滴灌带也没有解决水肥一体化滴灌灌水器堵塞的问题,因此很有必要研究水肥一体化对滴灌灌水器堵塞及施肥均匀度的影响,以提高灌溉施肥的均匀度。本文选取在目前在新疆和甘肃等地区大面积应用的侧翼迷宫滴灌带(1#几字型、2#几字型、欧姆链型迷宫)和内镶贴片式滴灌带(圆弧型迷宫流道),进行水力性能、水肥一体化堵塞试验及数值模拟,观测灌水器堵塞情况、堵塞物质、滴灌带沿程土壤含水率、土壤养分及作物产量结果,分析滴灌带堵塞和施肥均匀度的影响因素。主要得到以下几点结论:(1)通过滴灌带水力性能试验,发现四种滴灌带灌水均匀度均能满足灌溉质量要求,其中内镶贴片式滴灌带灌水均匀系数最高,基本保持在98%左右,三种侧翼迷宫式滴灌带维持在94%以上,;在铺设距离为0~48 m范围内内镶贴片式滴灌带沿程水头损失受滴灌带铺设长度影响不明显,而侧翼迷宫式滴灌带总体灌水均匀度低于前者,但在短距离铺设长度30 m以下,侧翼迷宫滴灌带的水头损失小于内镶贴片式,能量耗损更低。(2)通过侧翼迷宫式滴灌带抗堵塞性能试验,发现欧姆链式流道灌溉均匀度大于其他两种,抗堵塞能力最优,随灌水次数的增加,1#几字型滴灌带从最开始堵塞的后段逐渐向上游延伸,而2#滴灌带堵塞滴头则是由前段和后端向中游延伸。在水肥一体化玉米全生育期间歇性滴灌试验中,内镶贴片式滴灌带在管首压力低于0.09 MPa下易发生堵塞,需设置叠片式或网式120目过滤器,侧翼迷宫滴灌带堵塞情况随铺设长度增大而加重,在铺设48 m时,水肥一体化灌溉管首压力0.05 MPa效果最优,当首压设置为0.04 MPa时建议铺设距离不超过30 m。通过对滴灌带内堵塞物质的观察和检测,发现滴灌带的堵塞过程中既有物理堵塞也有化学堵塞,包括水中夹杂的土壤杂质如细小砂砾,以及土壤中硅酸盐成分与磷肥中的碳酸根反应生成难溶于水的沉淀,还有水中钙离子与肥料中磷酸离子反应产生沉淀都可能造成堵塞,滴灌带滴头堵塞多发生在迷宫流道入口及前段,在滴灌带流量小时更易发生堵塞,造成后续肥料也难以通过。(3)对四种迷宫流道建立模型运用FLUENT进行了水力性能数值模拟分析,对两种大田堵塞试验的灌水器迷宫流道作固液两相流分析,得出迷宫流道内压力从进口顺流道内部水流前进方向均匀下降,压力变化都发生在迷宫流道内部水流易发生突变的转弯尖角处,迷宫流道长度越长则单个迷宫单元的消能越低,两者关系呈负相关。每个迷宫单元内部流场变化规律基本一致,欧姆链型流道和内镶贴片式圆弧形流道背水拐角处出现很明显的旋涡和二次流动区,可以有效的减缓堵塞,内镶贴片式圆弧流道进口处及侧翼式欧姆链型流道在迎水面顺时针拐角处流速较低而固体颗粒浓度较高,固体颗粒容易在此沉积。(4)通过对滴灌带沿程土壤含水率、土壤养分含量以及作物产量的分析,得出使用常压的内镶贴片式滴灌带施肥均匀度高于使用低压的侧翼迷宫式滴灌带,其中使用内镶贴片式滴灌带首部压力为0.09、01 MPa下与使用侧翼迷宫式滴灌带首部压力为0.06 MPa下施磷肥均匀度最高,铺设侧翼迷宫式滴灌带管首设置低压(0.04 MPa、0.05MPa、0.06 MPa)状态下,作物产量要高于铺设内镶贴片式滴灌带管首设置常压(0.08MPa、0.09 MPa、0.1 MPa),说明低压滴灌可以提高玉米保苗率、有增加产量的效果。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S275.6

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 吴婉莹;王文娥;胡笑涛;王睿;吴锡凯;;石羊河流域水肥一体滴灌系统滴灌带堵塞影响因素研究[J];中国农村水利水电;2019年05期

2 朱双四;;滴灌带产品质量分析及建议[J];农机市场;2019年04期

3 赵晓雁;戴翠荣;练文明;邰红忠;余力;卜东升;;南疆滴灌带不同布管位置对棉花出苗的影响[J];新疆农垦科技;2017年10期

4 潘广发;;旧滴灌带再加工节本增效助农增收[J];中国棉花加工;2016年06期

5 卢洪源;;单翼迷宫式滴灌带不合格项目的原因分析及检验注意事项[J];中国计量;2017年04期

6 张清云;李明;安钰;刘华;曹长勤;;黄芪机械覆膜铺设滴灌带播种一体栽培技术[J];宁夏农林科技;2017年04期

7 付敏良;李爱华;;论3DJ-2型废旧农田滴灌带捡拾机的先进性及应用前景[J];农村牧区机械化;2017年02期

8 陈仁;汪希鹏;俞晓花;陆东;;板蓝根1膜8行双滴灌带机械高效栽培技术[J];新疆农业科技;2017年05期

9 张胜军;袁辉;雷振凯;凌艳华;;反相高效液相色谱法测定滴灌带中辣椒素的研究[J];精细与专用化学品;2015年07期

10 安子林;甄莉;;浅谈防止滴灌带灼伤的方法[J];内蒙古水利;2013年05期

相关会议论文 前6条

1 田佰亮;杨悦乾;赵淑红;闫以勋;;高垄平台滴灌带铺设综合作业机的研究与设计[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年

2 郑雅莲;张娜;邱虹;;滴灌带不同埋置深度对西红柿生长的影响研究[A];中国土壤学会第十一届全国会员代表大会暨第七届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集（中）[C];2008年

3 胡卫东;庞德水;李纯道;;新疆兵团节水灌溉技术可持续应用对策研究[A];人水和谐及新疆水资源可持续利用——中国科协2005学术年会论文集[C];2005年

4 冯俊杰;翟国亮;牛军宜;;新型薄壁滴灌带的流量补偿试验[A];科技、工程与经济社会协调发展——河南省第四届青年学术年会论文集（下册）[C];2004年

5 李纯道;王文献;;新湖农场地下滴灌技术在棉花作物中的应用[A];人水和谐及新疆水资源可持续利用——中国科协2005学术年会论文集[C];2005年

6 柴付军;尹飞虎;程鸿;胡卫东;;新疆节水灌溉发展现状、存在问题及对策[A];中国科协2005年学术年会“新疆现代农业论坛”论文专集[C];2005年

相关重要报纸文章 前10条

1 通讯员 李建梅 王德刚;乌苏滴灌带企业便民措施乐百姓[N];塔城日报(汉);2011年

2 屠俊红;新疆滴灌带 合格率79.46%[N];中国质量报;2010年

3 姚明;滴灌带回收不用愁[N];塔城日报;2010年

4 通讯员 白云峰、万生明、王红梅;奇台农民回收地膜增收200多万元[N];昌吉日报;2009年

5 刘裕新;九○团修补粘合滴灌带节省125万元[N];兵团日报(汉);2007年

6 美丽克·肉孜;五十三团回收废旧滴灌带节支278万元[N];兵团日报(汉);2007年

7 本报记者 马爱平;新一代薄壁滴灌带生产线开发成功[N];科技日报;2014年

8 刘裕新;职工自购滴灌带提前为春耕作准备[N];中华合作时报;2006年

9 智轩;滴灌带质量整治 润泽了土地增加了收成[N];内蒙古日报(汉);2016年

10 本报记者 任春华 通讯员 古丽米热;地产滴灌带产品85%合格[N];阿克苏日报;2010年

相关博士学位论文 前2条

1 黄凯;广西丘陵坡地糖料蔗耗水规律及滴灌研究[D];广西大学;2016年

2 雷钧杰;新疆滴灌小麦带型配置及水氮供给对产量品质形成的影响[D];中国农业大学;2017年

相关硕士学位论文 前10条

1 赵青青;低压供水条件下常规滴灌带水力性能研究[D];中国农业科学院;2019年

2 吴婉莹;石羊河流域水肥一体化对滴灌灌水器堵塞和施肥均匀性的影响研究[D];西北农林科技大学;2019年

3 阿山卡德尔·居马卡德尔;迷宫式滴灌带回收料老化程度判定方法及配方优化[D];新疆大学;2018年

4 李强;玉米移栽机滴灌带铺设装置设计与试验研究[D];沈阳农业大学;2017年

5 牛海龙;横抽集条式滴灌带回收机设计与试验[D];石河子大学;2017年

6 丁双双;滴灌带横抽回收机理研究[D];石河子大学;2015年

7 田佰亮;高垄平台滴灌带铺设机的研究与试验[D];东北农业大学;2014年

8 李高华;膜下滴灌不同滴灌带配置对棉花产量及品质的影响研究[D];西北农林科技大学;2009年

9 蒋智超;滴灌带回收机的设计与试验研究[D];新疆农业大学;2016年

10 龚贺贺;横向缠绕式滴灌带回收机的设计与试验[D];石河子大学;2016年

，

本文编号：2650760