石羊河流域滴灌系统施肥过滤设备配置模式研究

发布时间：2020-09-28 06:59

　　 石羊河流域干旱缺水,目前已大面积推广膜下滴灌技术。施肥与过滤装置是水肥一体微灌系统的重要配套设备,施肥与过滤装置的性能匹配时才能提高微灌系统运行的稳定性和灌溉施肥的均匀度。水肥一体化膜下滴灌系统施肥过滤设备适宜配置模式对保障系统的长期可靠运行具有重要意义,同时也可促进石羊河流域农业的可持续发展。本文通过探索压差式施肥罐、比例式施肥泵施肥性能及不同运行条件下对过滤器水头损失的影响,初步优选后布设于大田滴灌系统中。通过大田玉米滴灌试验,对施肥、过滤设备与毛管不同组合与运行条件下水头损失及水肥均匀度等进行了探究,结合作物生长及产量的差异,通过对设备性能及作物生长状况的综合考虑,选择适合于石羊河流域水肥一体膜下滴灌系统设备配置模式。通过以上研究得到以下结论:(1)通过调节首部压力,探索压差式施肥罐、比例式施肥泵不同运行条件下过滤器水头损失,发现压差式施肥罐出口肥液浓度变化大,比例式施肥泵出口肥液浓度均匀性达到85%以上,施肥性能良好,过滤器水头损失低,抗堵塞性好。(2)通过电镜扫描及能谱分析,发现滤网(芯)上附着的堵塞物质不全是磷肥颗粒,还会发生化学反应生成沉淀物附着在磷肥表面。(3)运用量纲分析法,将基本量导出为6个无量纲:H/C_iV_f~2、S_C/L~2、t_lV_f/L、ρV_fL/μ、ρ/C_i,并通过多元回归分析拟合得到了过滤器水头损失公式,相关系数达80%以上,具有一定的可靠性。结果表明过滤器水头损失与肥液浓度、入口流速、过滤器类型(滤网、滤芯面积)运行时间、水的密度以及运动黏滞系数有关。(4)沿滴灌带长度上,干物质质量首、尾部差异显著;滴灌带长度50m时,产量在沿滴灌带方向上呈现先升高后下降的趋势;侧翼迷宫式滴灌带下的作物比内镶贴片式下的作物WUE、WUEi、穗粒数及百粒重等高于内镶贴片式滴灌带;综合考虑,认为侧翼迷宫式滴灌带下的产量整体较高,土壤含水率在生育期内变化幅度较小;建议采用侧翼迷宫式滴灌带,配置系统首部压力0.05、0.06MPa,施肥比例2%,过滤器采用网式120目。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S275.6
【部分图文】：

第二章 研究方法及试验布置 第二章 研究方法及试验布置滤器由陕西省杨凌丰源灌溉有限公司提供，5 种过滤器中包过滤器（W80、W120）和 2 种叠片式过滤器（D80、D120 2-1 所示，为了细致分析杂质在过滤器内部的分布状况，试验所用 3 种滴灌带直径 16mm，包括迷宫式、内镶贴片滴灌带流道结构不同，详见图 2-2。

图 2-3 压差式施肥罐试验区布置图Fig 2-3 Test layout for fertilizer tank大田试验首部设有施肥装置，试验采用压差式施施肥结束。试验过程中每种肥料每次随水施肥 1h，差 0.1MPa，过滤器首部压力 0.06MPa。当系统运行力表、水表的读数。并将压力差 MPa 单位转化为水安装在过滤器后的水表，得到某时刻的瞬时流量；每顺序标记），整个试验过程中水温变化不超过 0.5℃从取水口收集的水样用电导率仪（DDS-11A 上海雷度转换公式将电导率转换为磷肥的肥液浓度；将过滤称量灌水前后干燥状态下过滤器滤芯（网）质量，叠片式过滤器附着物质量的显著性。灌水施肥结束后（芯）堵塞情况，为保证滴灌系统的正常运行，将2.2.2 比例式施肥泵室内试验布置与方法试验平台由水泵、比例式施肥泵、水表、压力表

图 2-4 比例式施肥泵室内试验布置图Fig 2-4 Test layout for proportional fertilization pump试验采用施肥泵施肥比例为 2%（即：向施肥泵进水管输送 98 份水，肥液 2 份）、3%（输送 97 份水，吸入肥液 3 份）和 4%（输送 96 份与施肥泵吸入的肥水比（溶解肥液中肥料与水的质量比例）为 1:4的 9 种磷肥浓度梯度，结合实际作物肥液浓度未超过 0.3%，因此试比可取。3 条并联支管上分别设网式、叠片式过滤器及不设过滤器（理，支管后接 50 m 长内镶贴片式滴灌带，进行过滤器抗堵塞试验测水肥一体滴灌下磷肥施加量为 1.8 kg/hm2，每次施磷肥 3 kg。称量 3粒肥料，分别加 12、15、18 kg 水搅拌均匀，浸泡 1 h 后，再次搅拌水，获得肥水比 1:4、1:5 及 1:6，将测得电导率换算为原液浓度分别为75%。各处理进行 3 次重复。设初始压力 0.12 MPa，施肥泵两端压差 0.02 MPa，通过调节阀门使毛在 0.06 MPa。每次灌水过程中，通过读取安装在过滤器两端的精密压级）值，监测 1 min 内过滤器两端压力的变化，每 3 min 读取 1 次流

【参考文献】

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本文编号：2828477