温室滴灌应用现状与滴灌设计参数研究

发布时间：2020-11-20 14:40

　　 本文通过社会调查方法探讨了目前温室滴灌技术推广存在的主要问题，得到了限制温室滴灌技术应用的人为因素和技术因素，并从中筛选关键的技术参数进行滴灌室内试验。试验研究了滴灌技术参数对温室滴灌系统灌水性能的影响，并将其实测值与水力模型模拟值对比，通过试验验证模拟值的准确性，再通过水力模型模拟完整的温室滴灌毛管横向布置的压力、流量及灌水均匀度的关系，最终通过模拟值得到温室低压滴灌系统适宜压力与管径参数。考虑人工因素与成本，将低压小管径滴灌系统与太阳能供电系统相结合，集成为低能耗高效率的温室太阳能低压小管径滴灌系统，为解决温室滴灌技术应用中存在的技术问题提供一定的参考与思路。本文主要结论如下： （1）本文通过对影响温室滴灌技术推广的原因进行研究，得到了影响温室滴灌技术推广的主要因素，年龄、兼业程度、土地细碎分散程度、滴灌设备的价格、滴头堵塞、水肥不均、农业投产比等，这些均降低了农户使用滴灌技术的积极性，而受教育程度、技术指导、政府补贴等因素提高了农户使用滴灌技术的积极性；通过Logistic回归模型分析得到了影响农户使用滴灌技术积极性的重要因素排序，并且分析筛选出了影响温室滴灌技术性能的关键技术参数。 （2）对Logistic回归模型筛选出的关键技术参数（布置方式、管网布置、压力和管径）进行试验研究与模型验证，最终通过模拟值得到温室低压滴灌系统适宜压力与管径参数得到完整温室滴灌系统的适宜压力和管径取值。得到以下主要结论，①室内试验：A.环状管网和树状管网的各条毛管压力分布均沿管轴线沿程降低，且随着毛管长度的增加而减小，环状相对于树状管网均匀度稍高。B.滴灌毛管横向布置灌水均匀度大于纵向布置。在同一布置方式下，随着滴灌系统环（树）数的增加，系统灌水均匀度均呈现下降趋势，同环数下的环状管网系统灌水均匀度大于其相应的树状管网；②室内试验实测值与模拟值对比：毛管入口压力越高，各压力测点模拟值与实测值越接近；各滴头测点流量值与实测值吻合度越高；均匀度变化的实测值与模拟值越高。这可能是低压力下滴头制造偏差对每个滴头出流量影响显著，进而影响了系统的灌水均匀度，导致模拟值与实测值差异性。这说明在一定压力范围内可以用模拟值来预测试验的实测值。③温室低压小管径滴灌系统的设计参数合理取值。通过室内试验得到6条毛管的适宜压力和管径取值，将其实测值与模拟值对比，通过试验验证模拟值的准确性，再通过模拟值模拟温室滴灌毛管横向布置时，90条毛管的压力、流量及灌水均匀度的关系，最终通过模拟值得到温室低压滴灌系统适宜压力与管径参数。温室滴灌毛管横向布置，选择8mm小管径滴灌管，滴头工作压力5m，滴头流量1L/h；温室滴灌毛管纵向布置，选择16mm滴灌带，滴头工作压力5m，滴头流量1.8L/h。 （3）将本文推荐使用的温室低压小管径滴灌系统结合太阳能自动供能系统集成为温室太阳能低压小管径滴灌系统。该系统由供电部分、首部和田间管网系统三部分组成。首先，根据实际温室作物种植方式和灌溉制度选择适宜的小管径毛管、管网形式和低压工作环境，并计算管道总流量；其次，计算毛管和支管的沿程水头损失和局部水头损失；再次，确定水泵扬程及功率，选择水泵型号；最后，根据滴灌系统能耗设计太阳能组件，确定其型号和数量，最终完成温室低压滴灌系统的。并对该滴灌系统进行了成本分析和适应性分析评价，得到该太阳能滴灌系统适宜在降水短历时、高强度的地区应用，而不适合存在连阴雨天气的地区，具体而言，我国西北部干旱半干旱地区是发展太阳能灌溉系统的适宜地区。该系统解决了温室滴灌系统运行成本高、灌水不均匀的问题，为温室滴灌技术进一步推广应用提供了一定参考。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：S275.6
【部分图文】：

图 3-1 杨凌区和红寺堡区位置与样点分布图ig.3-1 Location of YangLing and HongSiBu and Spatial Distribution of Sample Villa决温室滴灌技术在推广中存在的主要问题，探讨限制滴灌技术应用究于 2012 年 5 月至 7 月期间在研究区域选取典型乡镇滴灌用户进行上图 3-1 ）。采样点主要包括陕西杨凌区(五泉镇、大寨乡、李台乡、和宁夏红寺堡区(红寺堡镇、太阳山镇、大河乡)。样调研时尽量均匀布设，为保证所收集资料具有代表性、一般性，在谈过程中均采取随机抽取农户的方式。陕西杨凌区和宁夏红寺堡区农 240 份，剔除不完整和明显错误问卷 39 份，总共收回 201 份有效调研问卷数据进行归类处理得到可能影响农户使用滴灌技术积极性的1自身问题和技术存在的客观问题（滴灌设备的价格、灌水不均匀度等重点是关注农户使用温室滴灌技术存在的主要问题，对主观存在问建议；对客观存在问题进行深度分析，探究农户使用滴灌技术存在的技户使用滴灌技术积极性的技术因子进行筛选，得到关系温室滴灌技术键指标，滴灌设备的价格与灌水均匀度。为下一章的温室低压小管径

系统、过滤系统、水泵(工作压力0～40m) 、压力传感器 (量程为0～40m，精度等级0.1)、支管及毛管和若干阀门连接件等组成，末端阀门开关控制滴灌系统管网形式。试验装置图如图4-1所示：1-水箱 2-水泵 3-变频稳压器 4-闸阀 5-滴头 6-毛管 7-压力传感器毛管 8-1 环（树）9-2 环（树）图 4-1 试验装置示意图Fig.4-1 Experimental setup chart4.2. 试验方法4.2.1 试验要素及水平温室滴灌系统管网形式分两种：树状和环状；滴灌毛管布置方式分两种：横向（支管长60m、毛管长8m）和纵向（支管长8m，毛管长60m）；毛管管径分别为8、16mm，支管管径均为32mm。受试验条件限制，毛管共6条。试验分两个部分进行：第一部分：温室毛管横向布置，每条毛管上等间距选取滴头15个，在15个滴头中等间距选择5个滴头进行编号，第一条为编为1、2、3、4、5，第二条为编为6、7、8、9、10

图 4-4(a) 压力 2m，毛管横向布置时，环（树）数对滴灌系统灌水均匀度的影响Fig.4-3(a) Impact of loop(tree) systems on drip irrigation uniformity of the two layout in 2m图 4-4（a）给出了低压 2m，毛管横向布置时，环（树）数对滴灌系统灌水均响。对于同一布置方式，由于滴灌系统环（树）数目的增加，毛管个数也相应均匀度却呈现下降趋势，这可能是因为管道系统水头损失增加，而使灌水器工再稳定，但环状管网由于其管道互通，水流从水势高处自动流往水势低处，使再次分配，实现压力补偿，使灌水器工作压力处于稳定状态，从而其灌水均匀应树状管网。对比图 4-4(b)，滴灌毛管横向布置灌水均匀度远大于纵向布置，均在 95%以上，表明横向布置条件下该滴灌系统灌水质量较好。
【参考文献】

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1 吴普特;冯浩;赵西宁;牛文全;;现代节水农业理念与技术探索[J];灌溉排水学报;2006年04期

2 范兴科;吴普特;牛文全;张林;王芳;;低压滴灌条件下提高系统灌水均匀度的途径探讨[J];灌溉排水学报;2008年01期

3 张林;范兴科;吴普特;;低压条件下滴灌灌水均匀度试验研究[J];灌溉排水学报;2008年05期

4 王蔚斌;吴成祥;杨旭;;农户节水灌溉技术选择行为的分析[J];海河水利;2006年04期

5 王留运,叶清平,岳兵;我国微灌技术发展的回顾与预测[J];节水灌溉;2000年03期

6 李光永;世界微灌发展态势——第六次国际微灌大会综述与体会[J];节水灌溉;2001年02期

7 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

8 郭霖;白丹;程鹏;周文;;三角形迷宫流道滴灌灌水器结构参数及水力特性研究[J];中国水能及电气化;2011年10期

9 冯素珍;低水头滴灌系统的研究[J];内蒙古农业大学学报(自然科学版);1999年04期

10 陈渠昌,郑耀泉;微灌工程设计灌水均匀度的选定[J];农业工程学报;1995年02期

本文编号：2891569