微咸水灌溉陶瓷灌水器堵塞规律及控制措施研究
发布时间：2021-06-12 02:59
作为一种新型的地下灌溉用灌水器,陶瓷灌水器具有节能、环保等优点。然而,处于灌溉系统关键部位的陶瓷灌水器在应用过程中经常会发生堵塞问题,直接影响灌溉系统的使用寿命和运行表现,严重制约了陶瓷灌水器的大规模推广和应用。为此,本文以陶瓷灌水器为研究对象,综合利用数学分析方法、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜/能谱分析技术（SEM-EDS）等现代分析技术对灌水器流量、堵塞物化学成分、含量以及堵塞物表面微观形貌进行定性定量分析,探索了微咸水灌溉条件下陶瓷灌水器化学堵塞的发生行为以及动态响应机制。并基于抗堵塞试验,从运行方式方面提出面向化学堵塞的控制方法。主要结论如下:（1）对微咸水灌溉系统陶瓷灌水器堵塞特性进行了研究。微咸水灌溉确会导致灌水器平均相对流量（Dra）的减小,高电导率（EC）微咸水对灌水器堵塞具有明显的加速作用。灌水器堵塞发生的部位是灌水器内壁,而非灌水器内部孔隙。灌水器内壁形成的化学沉淀是灌水器堵塞发生的主要原因,其成分为碳酸钙、二氧化硅、钙长石以及极少量的氯化钠,其中诱发灌水器化学堵塞的主要物质为碳酸钙。且灌水器堵塞并非突然形成,而是一个持续渐进的过程。（2）建立了面向控制陶...
【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】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
第二章基于不同电导率微咸水灌溉的陶瓷灌水器堵塞规律研究132.1材料与方法2.1.1试验材料陶瓷灌水器：试验所用灌水器采用西北农林科技大学研制的微孔陶瓷灌水器。作为一种新型的地下灌溉用灌水器，陶瓷灌水器具有固定的原料配比和标准化的制备工艺。其主要参数如表2-1所示。其工作原理是：灌溉水通过相互连通的灌水器孔隙渗透到作物根系土壤中。其灌溉过程是：灌溉水通过灌水器内壁渗透到外壁，并通过外壁渗透到作物根系土壤中。其宏观结构和经SEM（4μm×20000）观察到的内部孔隙微观结构分别如图2-1所示。表2-1陶瓷灌水器主要参数Tab.2-1Majorparametersofceramicemitter.外径(cm)内径(cm)高度(cm)设计流量(L/h)4.02.08.00.07图1-1（a）灌水器宏观结构(b)未使用灌水器内部孔隙微观结构图Fig.1-1(a)Theconstructionofceramicemitter(b)TheporesinthewallofunusedceramicemitterobservedbySEM灌溉用水：一般来说，微咸水是指矿化度为2~5g/L的水。为此，我们参考新疆莫索湾灌区水质情况，将质量比为1：7：8：2的NaHCO3、Na2SO4、NaCl、CaCl2添加到杨凌地下水W0（EC=0.18ds/m）中，分别配制矿化度为1、3、6g/L的微咸水，记为W1、W2、W3。W0、W1、W2、W3的EC分别为0.18、1.74、3.78、7.74ds/m。采用原子吸收光谱法测定Ca2+、Na+的含量；铬酸钡分光光度法测定SO42-；用盐酸滴定法测定HCO3-和CQ32-；硝酸银滴定法测定Cl-；EDTA法测定硬度；称重法测定总溶解固体和悬浮固体；玻璃电极法测定pH值；电导率计测定电导率。4种灌溉水源的主要水质参数如表2-2所示。
第二章基于不同电导率微咸水灌溉的陶瓷灌水器堵塞规律研究151–马氏瓶，2-输水管，3-PVC管，4-陶瓷灌水器，5-止水阀1-mariottebottle,2-waterpipe,3-PVCpipe,4-ceramicemitter,5-watervalve（b）试验简图(b)Testdiagram图2-2试验布置图Fig.2-2Layoutofthetestingchamber2.1.3测试内容和方法（1）水温监测微咸水水温于每天9:00、12:00、15:00、18:00用水银温度计（最小刻度0.5℃）监测4次，取平均值作为当天水体温度，试验期间水温变化如图2-3所示。试验期间平均水温随天气变化，期间水温平均最高、最低值分别为：33.00℃、18.25℃。图2-3灌溉水温的变化Fig.2-3Variationofirrigationwatertemperature0204060801618202224262830323436水温（℃）运行时间（d）
【参考文献】：
期刊论文
[1]叠片过滤器水力和过滤性能综合评价方法研究[J]. 杨培岭,鲁萍,任树梅,王枭,刘伟杰. 农业工程学报. 2019(19)
[2]不同粘粒含量浑水对微孔陶瓷灌水器堵塞的影响[J]. 董爱红,张林,蔡耀辉,赵笑,葛茂生. 南方农机. 2019(17)
[3]肥沙对微孔陶瓷灌水器堵塞的影响研究[J]. 董爱红,蔡耀辉,赵笑,陈玺,张林. 节水灌溉. 2019(01)
[4]不同结构滴灌双向流道灌水器抗堵性能对比试验[J]. 王新端,白丹,宋立勋,郭霖,李嘉露,吴山山. 农业工程学报. 2018(14)
[5]水肥一体化灌溉技术在蔬菜育苗中的应用成效[J]. 程湘虹,傅潇霞,魏国庆. 上海蔬菜. 2017(05)
[6]关于促进我国再生水利用的思考[J]. 刘静,陈莹,赵辉,李悦. 中国水利. 2017(15)
[7]无压条件下微孔陶瓷灌水器入渗特性模拟[J]. 蔡耀辉,吴普特,张林,朱德兰,赵笑,冯立. 水利学报. 2017(06)
[8]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)
[9]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)
[10]微咸水灌溉对土壤盐分平衡与作物产量的影响[J]. 陈素英,邵立威,孙宏勇,张喜英,李彦芬. 中国生态农业学报. 2016(08)
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]肥沙耦合条件下微孔陶瓷灌水器堵塞研究[D]. 董爱红.西北农林科技大学 2019
[2]施肥对浑水滴灌滴头堵塞的影响[D]. 李康勇.西北农林科技大学 2016
[3]泥沙特性对滴灌灌水器堵塞影响研究[D]. 谭弘.长沙理工大学 2016
[4]泥沙粒径与含沙量对滴头堵塞的影响[D]. 吴泽广.西北农林科技大学 2014
[5]微咸水地面灌溉试验研究[D]. 苏莹.西安理工大学 2006
本文编号：3225809
【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】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
第二章基于不同电导率微咸水灌溉的陶瓷灌水器堵塞规律研究132.1材料与方法2.1.1试验材料陶瓷灌水器：试验所用灌水器采用西北农林科技大学研制的微孔陶瓷灌水器。作为一种新型的地下灌溉用灌水器，陶瓷灌水器具有固定的原料配比和标准化的制备工艺。其主要参数如表2-1所示。其工作原理是：灌溉水通过相互连通的灌水器孔隙渗透到作物根系土壤中。其灌溉过程是：灌溉水通过灌水器内壁渗透到外壁，并通过外壁渗透到作物根系土壤中。其宏观结构和经SEM（4μm×20000）观察到的内部孔隙微观结构分别如图2-1所示。表2-1陶瓷灌水器主要参数Tab.2-1Majorparametersofceramicemitter.外径(cm)内径(cm)高度(cm)设计流量(L/h)4.02.08.00.07图1-1（a）灌水器宏观结构(b)未使用灌水器内部孔隙微观结构图Fig.1-1(a)Theconstructionofceramicemitter(b)TheporesinthewallofunusedceramicemitterobservedbySEM灌溉用水：一般来说，微咸水是指矿化度为2~5g/L的水。为此，我们参考新疆莫索湾灌区水质情况，将质量比为1：7：8：2的NaHCO3、Na2SO4、NaCl、CaCl2添加到杨凌地下水W0（EC=0.18ds/m）中，分别配制矿化度为1、3、6g/L的微咸水，记为W1、W2、W3。W0、W1、W2、W3的EC分别为0.18、1.74、3.78、7.74ds/m。采用原子吸收光谱法测定Ca2+、Na+的含量；铬酸钡分光光度法测定SO42-；用盐酸滴定法测定HCO3-和CQ32-；硝酸银滴定法测定Cl-；EDTA法测定硬度；称重法测定总溶解固体和悬浮固体；玻璃电极法测定pH值；电导率计测定电导率。4种灌溉水源的主要水质参数如表2-2所示。
第二章基于不同电导率微咸水灌溉的陶瓷灌水器堵塞规律研究151–马氏瓶，2-输水管，3-PVC管，4-陶瓷灌水器，5-止水阀1-mariottebottle,2-waterpipe,3-PVCpipe,4-ceramicemitter,5-watervalve（b）试验简图(b)Testdiagram图2-2试验布置图Fig.2-2Layoutofthetestingchamber2.1.3测试内容和方法（1）水温监测微咸水水温于每天9:00、12:00、15:00、18:00用水银温度计（最小刻度0.5℃）监测4次，取平均值作为当天水体温度，试验期间水温变化如图2-3所示。试验期间平均水温随天气变化，期间水温平均最高、最低值分别为：33.00℃、18.25℃。图2-3灌溉水温的变化Fig.2-3Variationofirrigationwatertemperature0204060801618202224262830323436水温（℃）运行时间（d）
【参考文献】：
期刊论文
[1]叠片过滤器水力和过滤性能综合评价方法研究[J]. 杨培岭,鲁萍,任树梅,王枭,刘伟杰. 农业工程学报. 2019(19)
[2]不同粘粒含量浑水对微孔陶瓷灌水器堵塞的影响[J]. 董爱红,张林,蔡耀辉,赵笑,葛茂生. 南方农机. 2019(17)
[3]肥沙对微孔陶瓷灌水器堵塞的影响研究[J]. 董爱红,蔡耀辉,赵笑,陈玺,张林. 节水灌溉. 2019(01)
[4]不同结构滴灌双向流道灌水器抗堵性能对比试验[J]. 王新端,白丹,宋立勋,郭霖,李嘉露,吴山山. 农业工程学报. 2018(14)
[5]水肥一体化灌溉技术在蔬菜育苗中的应用成效[J]. 程湘虹,傅潇霞,魏国庆. 上海蔬菜. 2017(05)
[6]关于促进我国再生水利用的思考[J]. 刘静,陈莹,赵辉,李悦. 中国水利. 2017(15)
[7]无压条件下微孔陶瓷灌水器入渗特性模拟[J]. 蔡耀辉,吴普特,张林,朱德兰,赵笑,冯立. 水利学报. 2017(06)
[8]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)
[9]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)
[10]微咸水灌溉对土壤盐分平衡与作物产量的影响[J]. 陈素英,邵立威,孙宏勇,张喜英,李彦芬. 中国生态农业学报. 2016(08)
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]肥沙耦合条件下微孔陶瓷灌水器堵塞研究[D]. 董爱红.西北农林科技大学 2019
[2]施肥对浑水滴灌滴头堵塞的影响[D]. 李康勇.西北农林科技大学 2016
[3]泥沙特性对滴灌灌水器堵塞影响研究[D]. 谭弘.长沙理工大学 2016
[4]泥沙粒径与含沙量对滴头堵塞的影响[D]. 吴泽广.西北农林科技大学 2014
[5]微咸水地面灌溉试验研究[D]. 苏莹.西安理工大学 2006
本文编号：3225809
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