一种新型的微润灌溉系统水力特性及试验研究
发布时间：2020-07-31 22:14
【摘要】：水资源短缺、水土流失和土地荒漠化已经成为21世纪人类面临的共同难题，为了更有效节约水资源，减小水土流失，增加土壤入渗，需要寻求一种有效的高效节水灌溉技术，减少灌溉损失，提高灌溉效率。本文提出了一种新型的微润灌溉系统。研究了该系统的水力特性；通过室内试验，研究了微润灌溉条件下土壤水分运移及分布状况；并在田间构建了微润灌溉系统用于棉花的灌溉，提出了系统存在的问题及未来的研究方向。研究取得了以下一些成果： (1)微润管出流存在诱导阶段，诱导时间约为21h，此后累积渗出量与时间呈线性关系；微润管的时段出流量随着时间呈增大趋势，稳定后开始随时间沿着出流平均值上下波动，与日气温变化呈相似规律。对压力流量关系进行拟合，得到拟合方程Q93.00H0.81，试验所用微润管制造偏差系数均在9%以内。 (2)1m水头和2m水头的出流量和水温在0.01水平上都显著相关，两者呈现正相关关系。当水温升高时出流量增大，水温降低时出流量减小。微润管出流量和水温有着很好的线性相关关系，温度变化1℃时，流量的改变量：1m水压时为5.89mL，2m水压时为9.26mL，压力水头越大温度对其出流影响越大。 (3)微润管埋置在土壤中进行灌溉时，压力-流量关系随埋藏深度的不同有着一定的变化，两者呈指数关系，且流态指数均大于0.5。不同观测历时的湿润锋形状近似是一个以微润带为圆心的圆，沿微润管铺设方向的湿润锋基本上与微润管平行。湿润体各方向上的湿润锋随着灌水的持续进行而不断的扩展，但湿润锋运移的速度逐渐减小，当灌溉进行到一定时间后，湿润锋几乎停止运移；在相同的灌水时间下，湿润体近似为一个圆形，即在垂直向上、垂直向下和水平方向上的湿润半径近似相等；用幂函数来表达湿润锋水平最大湿润距离X、垂直湿润距离Z±和累积入渗量随时间的变化规律，有着很高的相关系数，均在0.90以上。 (4)在田间试验中，微润管在5m作用水头下渗水流量为233.9mL/h/m，随着灌溉的持续进行，由于微润管出现了化学堵塞的现象，流量呈现一个逐渐衰减的态势，大概一个月左右流量的衰减达到一个比较稳定的数值，微润管的出流量为169.3mL/h/m，微润管出流量衰减率为27.6%，此后不再衰减。土壤含水率几乎为一个固定的数值，为田间持水率的60%。微润灌溉在堵塞问题不严重的情况下，灌溉水量基本上能够满足棉花的生长需求，用微润灌溉方式种植的棉花与滴灌种植棉花比较发现：灌溉用水量节省42.67m3/亩，产量提高100.4kg/亩，水分利用效率达到1.25kg/m3。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S274.2
【图文】：
1 马氏u 2 支架 3 PE 输水管 1 马氏u 2 PE 输水管 3 开关4 开关 5 微润管 6 微润管堵头 4 PVC 管 5 微润管 6 量杯 7 支架图 2-1 微润管空气出流试验装置图 图 2-2 微润管制造偏差试验装置图Fig.2-1 The experimental equipment Fig.2-2 The experimental equipmentof the outflows of moistube in the air of the manufactured deviation of moistube2.1.2 计算方法1）流量压力关系。在给水器自由出流情况下，流量与工作压力呈现如下关系[43]，dQ kH(2-1)其中，Q——给水器出流量，L/h；H——工作水头，m；k——流量系数，与流道的几何尺寸及形状有关；d——流态指数，体现流量对压力的敏感程度。
1 马氏u 2 支架 3 PE 输水管 1 马氏u 2 PE 输水管 3 开关4 开关 5 微润管 6 微润管堵头 4 PVC 管 5 微润管 6 量杯 7 支架图 2-1 微润管空气出流试验装置图 图 2-2 微润管制造偏差试验装置图Fig.2-1 The experimental equipment Fig.2-2 The experimental equipmentof the outflows of moistube in the air of the manufactured deviation of moistube2.1.2 计算方法1）流量压力关系。在给水器自由出流情况下，流量与工作压力呈现如下关系[43]，dQ kH(2-1)其中，Q——给水器出流量，L/h；H——工作水头，m；k——流量系数，与流道的几何尺寸及形状有关；d——流态指数，体现流量对压力的敏感程度。
太原理工大学硕士研究生学位论文而增加，分别为 54.80mL/h/m、101.30mL/h/m、153.30mL/h/m。微润管核心材料为性半透膜，表面孔隙为纳米级，根据泊肃叶（Poiseuille）定律[48]，通过每一微孔的流流速（即水流流速）与膜两侧的压力差成正相关关系，即随着压力增大，出流量增大。
本文编号：2777076
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S274.2
【图文】：
1 马氏u 2 支架 3 PE 输水管 1 马氏u 2 PE 输水管 3 开关4 开关 5 微润管 6 微润管堵头 4 PVC 管 5 微润管 6 量杯 7 支架图 2-1 微润管空气出流试验装置图 图 2-2 微润管制造偏差试验装置图Fig.2-1 The experimental equipment Fig.2-2 The experimental equipmentof the outflows of moistube in the air of the manufactured deviation of moistube2.1.2 计算方法1）流量压力关系。在给水器自由出流情况下，流量与工作压力呈现如下关系[43]，dQ kH(2-1)其中，Q——给水器出流量，L/h；H——工作水头，m；k——流量系数，与流道的几何尺寸及形状有关；d——流态指数，体现流量对压力的敏感程度。
1 马氏u 2 支架 3 PE 输水管 1 马氏u 2 PE 输水管 3 开关4 开关 5 微润管 6 微润管堵头 4 PVC 管 5 微润管 6 量杯 7 支架图 2-1 微润管空气出流试验装置图 图 2-2 微润管制造偏差试验装置图Fig.2-1 The experimental equipment Fig.2-2 The experimental equipmentof the outflows of moistube in the air of the manufactured deviation of moistube2.1.2 计算方法1）流量压力关系。在给水器自由出流情况下，流量与工作压力呈现如下关系[43]，dQ kH(2-1)其中，Q——给水器出流量，L/h；H——工作水头，m；k——流量系数，与流道的几何尺寸及形状有关；d——流态指数，体现流量对压力的敏感程度。
太原理工大学硕士研究生学位论文而增加，分别为 54.80mL/h/m、101.30mL/h/m、153.30mL/h/m。微润管核心材料为性半透膜，表面孔隙为纳米级，根据泊肃叶（Poiseuille）定律[48]，通过每一微孔的流流速（即水流流速）与膜两侧的压力差成正相关关系，即随着压力增大，出流量增大。
【参考文献】
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1 王荣莲,龚时宏,王建东,李光永,赵永来;地下滴灌抗负压堵塞的试验研究[J];灌溉排水学报;2005年05期
2 吕谋超，仵峰，彭贵芳，熊明洁;地下和地表滴灌土壤水分运动的室内试验研究[J];灌溉排水;1996年01期
3 仵峰，彭贵芳，吕谋超，熊明洁;地下滴灌条件下土壤水分运动模型[J];灌溉排水;1996年03期
4 胡笑涛,康绍忠,马孝义;地下滴灌灌水均匀度研究现状及展望[J];干旱地区农业研究;2000年02期
5 康绍忠;新的农业科技革命与21世纪我国节水农业的发展[J];干旱地区农业研究;1998年01期
6 王铁锤;程宇洋;;引黄灌区节水灌溉问题探讨[J];各界文论;2007年02期
7 窦超银;李春龙;李光永;张立坤;于国丰;;吸力式微润灌水器水力特性试验研究[J];灌溉排水学报;2012年04期
8 祁世磊;谢香文;邱秀云;刘国宏;王泽玉;;低压微润带出流与入渗试验研究[J];灌溉排水学报;2013年02期
9 仵峰,范永申,李金山,李王成;低压条件下灌水器水力性能试验研究[J];节水灌溉;2003年01期
10 张琛;朱德兰;李岚斌;车银伟;;星形微管灌水器水力性能试验研究[J];节水灌溉;2010年08期
本文编号：2777076
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