硬水滴灌灌水器堵塞特性和机理研究
发布时间：2021-03-24 19:27
在我国使用地下水进行滴灌的大面积井灌区,由于地下水水质过硬引发的灌水器化学堵塞问题严重制约了滴灌技术在该类地区的大规模推广和应用。解决堵塞问题的关键在于摸清其发生机理、明确其影响因素。基于此,本文以硬水滴灌系统为研究对象,探明硬水滴灌条件下灌水器和滴灌系统发生化学堵塞的一般规律和基本特征,确定影响化学堵塞发生规律的主要内部因素和外部因素及其响应机制,利用精细电子显微技术和物质成分分析手段分析灌水器内的堵塞物质理化特征和动态变化过程,明确灌水器化学堵塞发生的动态过程,揭示硬水滴灌灌水器化学堵塞机理,最终提出了硬水滴灌系统适宜的抗堵塞运行方式。初步得到主要结论如下:（1）明确了滴灌系统化学堵塞过程中灌水器平均相对流量和灌水均匀度随时间的变化可分为“平稳阶段”和“下降阶段”两个特征阶段。堵塞灌水器的流量下降过程也符合先“平稳阶段”后“下降阶段”的变化规律。根据灌水器堵塞过程中流量下降形式将灌水器化学堵塞分为逐渐堵塞、突然堵塞和波动堵塞三类。室内自来水配制硬水滴灌系统的堵塞物质主要成分为碳酸钙,而田间试验灌水器堵塞物中除了化学沉淀还有较多的微小沙粒和生料带残渣,灌水器内既有化学也有物理堵塞过程...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
完全堵塞的灌水器流量下降动态过程
图 2-8 4 种灌水器内部堵塞物质 XRD 分析图谱Fig.2-8 XRD analysis of 4 kinds of emitters硬水滴灌系统的化学堵塞进行研究，主要得到如下结论：水滴灌会导致灌水器流量下降，发生堵塞，使灌水器平均相对流量和运行时间的增加而下降，灌水器平均相对流量和灌水均匀度变化曲线段 和 下降阶段 两个阶段，4 种灌水器的两阶段分界点基本一致线可通过线性拟合分段描述，不同灌水器的线性拟合斜率不同，可据统运行期间的运行表现。单个灌水器的流量变化也符合先平稳阶段后下降阶段的特征，灌水器 中流量变化形式：保持稳定、小幅下降、大幅下降和回升，根据灌水的流量变化形式不同，可将灌水器堵塞分为逐渐堵塞、突然堵塞和波器结构类型影响灌水器堵塞类型，压力补偿式灌水器更倾向于发生波灌水器更倾向于发生突然堵塞，这是其各自的工作原决定的；迷宫流
、过滤装置和施肥装置为杨凌秦川节水灌溉设备工程有限公司的产品。过滤装20 目网式过滤器，每月清洗一次。如图 2-9 所示，36 条圆柱形迷宫式滴灌管平，管间距 50cm。每条滴灌管长约 7m，其上共有 21 个灌水器，灌水器技术参-6 所示。试验开始前，对整个系统进行彻底冲洗，试验期间不再冲洗管道系统作时发现 30kPa 的工作压力下滴灌效果较好，因此本试验滴灌系统工作压力设a。表 2-6 灌水器技术参数Tab.2-6 Technical parameters of emitter参数工作压力/kPa流量/(L h-1)流量偏差系数/(%)特征方程柱迷宫式灌水器 30 1.75 1.53 q=0.9354h0.5参数管外径/mm流道宽/mm流道深/mm流道长/mm柱迷宫式灌水器 16.00 0.80 1.00 144.00：以上参数通过清水试验测量获得。
【参考文献】：
期刊论文
[1]滴灌系统灌水器堵塞机理与控制方法研究进展[J]. 李云开,周博,杨培岭. 水利学报. 2018(01)
[2]高钙镁离子地下水滴灌施肥系统堵塞效应[J]. 王天志,王迪,徐飞鹏,李云开. 排灌机械工程学报. 2017(04)
[3]施肥滴灌加速滴头堵塞风险与诱发机制研究[J]. 刘璐,牛文全,武志广,官雅辉,李元. 农业机械学报. 2017(01)
[4]加氯及毛管冲洗控制再生水滴灌系统灌水器堵塞[J]. 宋鹏,李云开,李久生,裴旖婷. 农业工程学报. 2017(02)
[5]引黄滴灌器堵塞环境因子的相关性分析[J]. 杜慧慧,马太玲,于健,宋耀兴. 节水灌溉. 2016(12)
[6]化学离子对再生水滴灌灌水器堵塞的影响[J]. 郝锋珍,李久生,王珍,栗岩峰. 节水灌溉. 2016(08)
[7]基于CFD-DEM耦合的迷宫流道水沙运动数值模拟[J]. 喻黎明,谭弘,邹小艳,常留红,陈立志,范文波. 农业机械学报. 2016(08)
[8]黄河水滴灌条件下灌水器堵塞试验研究[J]. 张晓晶,于健,马太玲,宋耀兴,卢俊平,杜慧慧,王凡. 灌溉排水学报. 2016(03)
[9]微灌在中国:历史、现状和未来[J]. 李久生,栗岩峰,王军,王珍,赵伟霞. 水利学报. 2016(03)
[10]不同运行模式下引黄滴灌水浊度与水质因子统计分析[J]. 张晓晶,于健,马太玲,宋耀兴,卢俊平,王凡. 节水灌溉. 2015(12)
博士论文
[1]微咸水滴灌系统灌水器化学堵塞机理及控制方法研究[D]. 张钟莉莉.中国农业大学 2016
硕士论文
[1]肥液对不同迷宫结构滴头抗堵塞性能影响试验研究[D]. 武志广.西北农林科技大学 2017
[2]齿形流道结构对滴头水力性能影响的试验研究[D]. 潘雅阁.西北农林科技大学 2017
[3]灌水量和滴灌系统水氮施用方式对番茄生长发育的影响[D]. 刘世和.西北农林科技大学 2016
[4]浑水特性及水温对迷宫流道灌水器抗堵塞性能的影响[D]. 刘璐.中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心) 2012
[5]滴灌灌水器三角形迷宫流道结构抗堵塞性能试验研究[D]. 陈雪.西北农林科技大学 2008
[6]迷宫灌水器内固液两相流数值模拟[D]. 徐文礼.太原理工大学 2008
[7]迷宫式灌水器流道内水沙两相流研究[D]. 杨晓池.西安理工大学 2006
[8]滴头水力性能与抗堵塞性能试验研究[D]. 王建东.中国农业大学 2004
本文编号：3098263
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
完全堵塞的灌水器流量下降动态过程
图 2-8 4 种灌水器内部堵塞物质 XRD 分析图谱Fig.2-8 XRD analysis of 4 kinds of emitters硬水滴灌系统的化学堵塞进行研究，主要得到如下结论：水滴灌会导致灌水器流量下降，发生堵塞，使灌水器平均相对流量和运行时间的增加而下降，灌水器平均相对流量和灌水均匀度变化曲线段 和 下降阶段 两个阶段，4 种灌水器的两阶段分界点基本一致线可通过线性拟合分段描述，不同灌水器的线性拟合斜率不同，可据统运行期间的运行表现。单个灌水器的流量变化也符合先平稳阶段后下降阶段的特征，灌水器 中流量变化形式：保持稳定、小幅下降、大幅下降和回升，根据灌水的流量变化形式不同，可将灌水器堵塞分为逐渐堵塞、突然堵塞和波器结构类型影响灌水器堵塞类型，压力补偿式灌水器更倾向于发生波灌水器更倾向于发生突然堵塞，这是其各自的工作原决定的；迷宫流
、过滤装置和施肥装置为杨凌秦川节水灌溉设备工程有限公司的产品。过滤装20 目网式过滤器，每月清洗一次。如图 2-9 所示，36 条圆柱形迷宫式滴灌管平，管间距 50cm。每条滴灌管长约 7m，其上共有 21 个灌水器，灌水器技术参-6 所示。试验开始前，对整个系统进行彻底冲洗，试验期间不再冲洗管道系统作时发现 30kPa 的工作压力下滴灌效果较好，因此本试验滴灌系统工作压力设a。表 2-6 灌水器技术参数Tab.2-6 Technical parameters of emitter参数工作压力/kPa流量/(L h-1)流量偏差系数/(%)特征方程柱迷宫式灌水器 30 1.75 1.53 q=0.9354h0.5参数管外径/mm流道宽/mm流道深/mm流道长/mm柱迷宫式灌水器 16.00 0.80 1.00 144.00：以上参数通过清水试验测量获得。
【参考文献】：
期刊论文
[1]滴灌系统灌水器堵塞机理与控制方法研究进展[J]. 李云开,周博,杨培岭. 水利学报. 2018(01)
[2]高钙镁离子地下水滴灌施肥系统堵塞效应[J]. 王天志,王迪,徐飞鹏,李云开. 排灌机械工程学报. 2017(04)
[3]施肥滴灌加速滴头堵塞风险与诱发机制研究[J]. 刘璐,牛文全,武志广,官雅辉,李元. 农业机械学报. 2017(01)
[4]加氯及毛管冲洗控制再生水滴灌系统灌水器堵塞[J]. 宋鹏,李云开,李久生,裴旖婷. 农业工程学报. 2017(02)
[5]引黄滴灌器堵塞环境因子的相关性分析[J]. 杜慧慧,马太玲,于健,宋耀兴. 节水灌溉. 2016(12)
[6]化学离子对再生水滴灌灌水器堵塞的影响[J]. 郝锋珍,李久生,王珍,栗岩峰. 节水灌溉. 2016(08)
[7]基于CFD-DEM耦合的迷宫流道水沙运动数值模拟[J]. 喻黎明,谭弘,邹小艳,常留红,陈立志,范文波. 农业机械学报. 2016(08)
[8]黄河水滴灌条件下灌水器堵塞试验研究[J]. 张晓晶,于健,马太玲,宋耀兴,卢俊平,杜慧慧,王凡. 灌溉排水学报. 2016(03)
[9]微灌在中国:历史、现状和未来[J]. 李久生,栗岩峰,王军,王珍,赵伟霞. 水利学报. 2016(03)
[10]不同运行模式下引黄滴灌水浊度与水质因子统计分析[J]. 张晓晶,于健,马太玲,宋耀兴,卢俊平,王凡. 节水灌溉. 2015(12)
博士论文
[1]微咸水滴灌系统灌水器化学堵塞机理及控制方法研究[D]. 张钟莉莉.中国农业大学 2016
硕士论文
[1]肥液对不同迷宫结构滴头抗堵塞性能影响试验研究[D]. 武志广.西北农林科技大学 2017
[2]齿形流道结构对滴头水力性能影响的试验研究[D]. 潘雅阁.西北农林科技大学 2017
[3]灌水量和滴灌系统水氮施用方式对番茄生长发育的影响[D]. 刘世和.西北农林科技大学 2016
[4]浑水特性及水温对迷宫流道灌水器抗堵塞性能的影响[D]. 刘璐.中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心) 2012
[5]滴灌灌水器三角形迷宫流道结构抗堵塞性能试验研究[D]. 陈雪.西北农林科技大学 2008
[6]迷宫灌水器内固液两相流数值模拟[D]. 徐文礼.太原理工大学 2008
[7]迷宫式灌水器流道内水沙两相流研究[D]. 杨晓池.西安理工大学 2006
[8]滴头水力性能与抗堵塞性能试验研究[D]. 王建东.中国农业大学 2004
本文编号：3098263
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