滴灌均匀度合理取值及系统优化设计

发布时间：2017-12-17 06:13

  本文关键词：滴灌均匀度合理取值及系统优化设计

  更多相关文章： 滴灌 均匀度 有限元 优化 土壤水分 产量

【摘要】：在滴灌技术的应用与推广中,如何在降低系统成本的基础上保证水分利用效率一直是众多学者关注的热点问题。灌水均匀度是指导滴灌系统设计和运行管理的关键参数,直接影响到系统成本和作物产量。针对现行设计均匀度取值科学依据不足的问题,已有研究对不同气候区代表性作物,通过田间试验探讨了滴灌均匀系数对土壤水、氮、盐分分布和作物生长的影响,指出现有滴灌工程设计规范中的均匀度标准(Cu=0.8)具备可行性并有进一步降低的空间。土壤水分再分布对灌水不均匀有补偿作用,同时作物根系的延展能够缓解水肥分布不均带来的不利影响,因此为了将理论上存在的“降低空间”转换为切实可行的技术指标,应在综合认识系统-土壤-作物三者关系的基础上,以经济效益最大为目标,针对不同气候和作物特征,提出均匀度合理取值的标准。为此,本文以均匀度为研究对象,通过试验研究、数值模拟和理论分析的方法,建立了一种滴灌水力计算模型,提出了不同根系特征的作物的系统均匀度最优值;同时得到了系统均匀度、土壤含水率均匀度和作物产量的定量关系,保证了系统均匀度选取的安全性;最后对实际工程优化设计中的一些问题进行了探讨。主要结论如下:(1)基于有限元法建立了一种水力计算模型,局部水头损失通过当量长度法和局部阻力系数法添加到模型中,减小了模拟值与实测值的偏差,可以有效的应用到不同形式的滴灌管网水力解析中,能够准确计算支管单元压力流量分布、系统均匀度和流量偏差等指标。(2)与取土测定相比,试验中TDR连续监测得到的数据能更好的反应生育期内土壤含水率均值及均匀度的变化规律,土壤水分分布特征评价的准确性与测点位置、测点个数、测定时间和时长的选取有关;随着滴头间距和毛管间距的减小,土壤含水率均匀度升高,同时提高了氮素和盐分分布的均匀性;提出的模型能够衡量土壤含水率均匀度与系统均匀度的关系,计算结果与试验数据较为吻合。(3)土壤含水率均匀度通过影响根系生长和形态来影响作物产量,整体上,随着土壤含水率均匀度的提高,作物产量和水分利用效率均会提高。当均匀度在0.80-0.94间时,产量虽产生显著差异,但总体保持平稳,继续低至0.79时产量急剧下降,对于浅根系密植作物,应保证土壤含水率均匀度维持在0.79以上。(4)提出了合理均匀度的选取办法,根据根系特征不同,选取密植和非密植两种典型作物进行分析,得到:种植棉花时,系统合理设计均匀度为0.78;对于橄榄,系统合理设计均匀度为0.86。(5)对有限元模型进行了优化,极大提高了收敛速度并保证了计算精度,应用到优化设计中发现,环状管网更为灵活可靠,某些情况下均匀度更高,投资更低。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S275.6

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 肖艳红,杨运清,王哲滨;畜禽群体均匀度的测定方法[J];黑龙江畜牧兽医;2000年03期

2 宋红敦,冯玉龙,武继民;提高鸡群均匀度的措施[J];养禽与禽病防治;2000年05期

3 黄忠;有效提高鸡群均匀度的措施[J];养殖技术顾问;2002年08期

4 孟春莲;鸡群均匀度及其测量方法[J];养禽与禽病防治;2002年04期

5 李建国,刘会凤;如何提高鸡群的均匀度[J];河北畜牧兽医;2004年01期

6 张是,郑永;不可忽视蛋鸡均匀度的管理[J];江西饲料;2004年06期

7 庄志伟;均匀度是成功饲养种鸡的关键[J];中国家禽;2004年23期

8 蒲史;;降低穴播器内种面可提高下种的均匀度[J];当代农机;2007年01期

9 刘果;;关于种鸡均匀度的控制[J];养禽与禽病防治;2007年05期

10 徐秉华;;鸡群均匀度降低的主要原因[J];养殖技术顾问;2007年08期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 李桂钊;梁志鹏;苏瑛;;优质黄羽肉鸡种鸡群均匀度的管理[A];安全优质的家禽生产——第十五次全国家禽学术讨论会论文集[C];2011年

2 何葵葵;王珏;;儿科药师片剂分剂量均匀度调查[A];2011年浙江省医学会临床药学分会学术年会论文汇编[C];2011年

3 张治国;;脉象均匀度探析[A];中华中医药学会中医诊断学分会第十次学术研讨会论文集[C];2009年

4 周晨;董文才;欧勇鹏;;回转体壁面喷气出流均匀度影响因素分析[A];七届更迭 三十回眸——第七届船舶力学学术委员会全体会议论文集[C];2010年

5 侯明东;刘杰;张庆祥;甄红楼;王志光;李保权;金运范;朱智勇;陈晓曦;刘昌龙;孙友梅;唐玉华;叶宗海;朱光武;林云龙;蔡金荣;王世金;都亨;;单粒子实验的束流均匀度测量系统[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十三次学术会议论文集[C];2000年

6 侯明东;刘杰;张庆祥;甄红楼;王志光;李保权;金运范;朱智勇;陈晓曦;刘昌龙;孙友梅;唐玉华;叶宗海;朱光武;林云龙;蔡金荣;王世金;都亨;;实践5号单粒子效应地面模拟:装置(Ⅳ)-单粒子实验的束流均匀度测量系统[A];实践五号卫生空间探测与试验成果学术会议论文集[C];2002年

中国重要报纸全文数据库 前9条

1 井铸忠;鸡群均匀度的重要性[N];中国畜牧兽医报;2009年

2 龚庆;提高种鸡均匀度[N];湖南科技报;2009年

3 李长梅;种鸭均匀度控制有方[N];中国畜牧兽医报;2007年

4 沧州河间市畜牧水产局 李长梅;种鸭均匀度咋控制[N];河北农民报;2010年

5 王洪霞;种鸭均匀度的控制措施[N];中国畜牧兽医报;2009年

6 ;高均匀度全圆旋转喷头开发成功[N];科技日报;2004年

7 李玉东;提高种鸡均匀度的饲喂措施[N];陕西科技报;2006年

8 太原日升昌药业有限公司技术部 阎崇林;蛋鸡产蛋为何推迟下降[N];山西科技报;2002年

9 吕工;熔融高速搅拌混合制粒研究进展[N];中国医药报;2001年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 王剑;滴灌均匀度合理取值及系统优化设计[D];西北农林科技大学;2016年

2 薛盈文;小麦群体均匀度的调控效应及机理研究[D];中国农业大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 江波;通过调整曝光镜头改善产品线宽均匀度的研究[D];电子科技大学;2014年

2 汪小颖;非织造干法工艺中均匀度自动控制系统的应用研究[D];东华大学;2009年

3 蒋冬舜;PPAC在单粒子效应地面模拟实验均匀度测量中的应用[D];中国科学院研究生院（近代物理研究所）;2014年

4 刘操;混凝土喷射机喷嘴内混合流体流场均匀度研究[D];中南大学;2013年

5 叶国斌;振动系统加速度均匀度研究[D];电子科技大学;2004年

，

本文编号：1299037