点源滴灌滴头流量设计模式的试验研究

以室内试验为基础,测定了重壤土、中壤土、砂壤土在不同滴头流量、不同灌水量下的点源人渗运动过程,通过对点源人渗特性的单因子分析表明,湿润锋水平、垂直扩散距离不仅与滴头流量、灌水量关系密切,与土壤特性(土壤容重、初始含水率)也存在良好的幂函数关系,得出了以土壤物理参数和湿润比及湿润深度为基础的点源滴灌滴头流量的设计模式。     

滴头间距对线源滴灌土壤湿润均匀度的影响

通过室内试验研究了滴头间距对线源滴灌土壤湿润均匀度的影响。试验中滴头间距设为10、30、40、50和70cm5个处理,滴头流量和滴水量恒定,分别观测分析了滴头连线方向的土壤湿润均匀度、垂直该连线方向的湿润均匀度、交汇区的湿润均匀度以及地表湿润带的均匀度。结果表明:在试验范围内壤土沿滴头连线方向、垂直滴头连线方向以及交汇区的湿润均匀度均不受滴头间距的影响;滴头间距大于30cm时,沙土沿滴头连线方向的湿润均匀度减小,而垂直滴头连线方向和交汇区的湿润均匀度基本不随滴头间距而变化,但其交汇区土壤含水量却随滴头间距增大而明显降低;滴头连线方向的土壤湿润均匀度是评价线源滴灌质量的最主要指标。以上结果可以为滴头间距和滴灌带间距设计提供参考。     

不同土壤质地的滴灌点源入渗规律研究

以试验为基础,测定了重壤土、中壤土、砂壤土在不同滴头流量、不同灌水量下的点源入渗运动过程,研究滴灌点源入渗土壤水分分布与运移规律。研究表明点源湿润锋的水平、垂直距离与入渗时间之间符合良好的幂函数关系,湿润锋水平、垂直运移速率与入渗时间均满足良好的幂函数关系,土壤含水率与湿润锋水平、垂直运移距离之间具有良好的线性函数关系,该研究结果对滴灌系统的科学设计和合理运用起到指导作用。     

基于快速成形技术滴头的结构试验研究

快速成形技术(RP)能在几小时之内把滴头的三维计算机辅助设计(CAD)模型转换成滴头原型,制作出的原型可直接连接到水力性能试验台上进行试验．测量了11个压力点下每种4个滴头的流量值,然后应用MATLAB软件中的科学计算模块进行回归分析,具体采用多无线性回归算法,最后得到了6种滴头的压力流量公式和总的回归图．在对回归公式进行比较时,发现6种滴头公式的系数项随流通单元数的增加而减少,当相对于宽度为1．0mm的截面时,0．8mm截面的流量系数和流态指数均呈现明显减小现象,说明后者比前者的水力特性好,即流量随压力变动小,这也能从回归图中得到验证．由于0．8mm比1．0mm截面的流量压力曲线更平缓,因此可得出滴头迷宫的单元数越多,截面尺寸越小,压力流量曲线就越平缓,即水力性能就越好的规律．     

地表滴灌条件下土壤湿润体运移经验方程

为给滴灌制度提供设计依据,研究了地表滴灌下土壤湿润体的运移规律。设置33种情景,采用SWMS_2D模型进行数值模拟实验,建立了描述土壤饱和导水率、初始含水率和滴头流量等影响湿润体运移规律的经验关系式。结果表明:湿润体体积与灌水量成正比,比例系数与土壤饱和含水率和初始含水率正相关,与滴头流量负相关;湿润锋比和灌水量之间呈幂函数关系,主要受地表积水入渗半径的影响,地表积水半径由滴头流量与土壤饱和导水率的比例决定。与其他试验数据对比表明,本经验关系式具有较高的模拟精度。     

滴灌设备的主要形式及使用条件

滴灌技术是当今世界上节水效果最好的灌溉技术。其主要特点是以低压小流量出流灌溉，实现局部灌溉，利用低压管道系统。使滴灌水成点滴地、缓慢地、均匀而又定量地浸润作物根系最发达区域，使作物主要根系活动区的土壤始终保持在合理含水状态。滴灌不同于传统的地面灌溉湿润全面积土壤，是一种有效利用水资源的灌水方式。目前我国普遍使用的滴灌产品主要有管上式滴头和滴灌管(带)。     

RP／RT技术在迷宫型滴头快速研制中的应用

为实现迷宫型滴头的快速研制,利用快速成型制造技术（RPM）在迷宫型滴头的参数化CAD实体造型的基础上进行滴头原型件的制造,用以滴头的流量实验和参数定型,再应用快速制模（RT）技术进行滴头快速喷涂模具的制造,用以滴头的试制,使滴头可直接用于节水灌溉实际中。     

滴灌滴头内流场的数值模拟及流道优化设计

针对滴灌技术中农用传统迷宫型滴头流道内易堵塞的缺点,提出根据流线形状设计"自清洗"型滴头的思想.以滴头流道内流场的三维数值模拟分析为基础,以减少非主流区域通流面积和避免较大的主流速度梯度为基本思想,对滴头流道的结构形状进行优化设计,消除流道中的滞止区和涡旋区,使得流道内速度分布趋于均匀以减少低速流动区域.优化前、后的计算结果表明:优化后的滴头能够有效地避免内部涡旋和滞止区的产生,提高了滴头流道的抗堵性能;滴头在紊流流动状态运行时,流道的近壁面速度较高,抗堵性能更好;优化后的滴头流道整体压降降低,可以通过延长流道长度和增加进口流量予以弥补.     

地下滴灌条件下土壤水盐运移特点的试验研究

为探讨新疆盐碱土地下滴灌条件下土壤水盐运移的特点,进行了一定供水条件下地下滴灌入渗实验,并观测了大田地下滴灌条件下土壤水分和盐分数据,结果表明地下滴灌条件下土壤水盐运移的特点是：滴头附近含水量最高,并向周围湿润锋处逐渐降低,对于均质中壤土,则均匀降低,湿润体近似圆柱,垂直方向土壤含水量和含盐量的分布图类似抛物线,而含盐量的分布则是在滴头附近最低,向周围湿润锋处逐渐升高,即含水量和含盐量的分布范围基本相同,含量高低相反。     

节水灌溉微滴头的快速开发

阐述了节水灌溉设备的关键部件微滴头的快速开发过程，介绍了根据流道的流体力学原理进行的微滴头迷宫形流道设计，面向工艺的结构CAD模型生成，利用快速成形制造技术进行样件的快速制备。实现了节水微滴头的快速开发，开发的微滴头可直接应用于灌流实验和生产实际中。 (将发表在《西安理工大学学报》2001 Vol.17 No.2)     

滴灌条件下土壤渗流数值模拟研究

基于弹性不稳定渗流过程的基本特征,考虑了土壤及水的压缩性影响,建立了单点源滴灌条件下渗流微分方程,根据数值计算方法可以模拟不同灌溉时间及滴头流量条件下土壤水头分布和润湿锋距离。计算结果表明:随着滴头流量的增大和灌溉时间的延长,土壤压降漏斗前缘不断向外扩展;在相同的滴头流量条件下,润湿锋距离增加的幅度随着灌溉时间的延长而减小。     

不同配方液体滴灌专用肥的肥效研究

对膜下滴灌棉花施用3种配方液体滴灌专用肥进行肥效试验研究，结果表明：随水施用液体滴灌专用肥可有效促进棉花干物质积累，增加产量，提高肥料利用率。其中A型(N15．7％，P2O57．8％，K2O1．5％)液体滴灌专用肥适宜于砂质土棉田，B型((N18．9％，P2O54．7％，K2O1．4％)适合壤质土棉田施用，而C型(N20．6％，P2O53．1％，K2O1．3％)则在粘质土棉田施用效果较好。     

不同结构土壤间歇入渗减渗效果的试验研究

本文以陕西关中田间连续和间歇入渗对比试验为依据,讨论了中壤质地土壤不同结构条件下的间歇入渗减渗效果,分析了间歇入渗的减渗率与地表土壤容重及连续入渗相对稳渗率之间的关系。可供中壤质地土壤地区进行间歇灌大田灌水试验和用水管理作参考。     

膜下滴灌新疆棉田土壤盐分的运移规律

主要通过定时定点取样与室内化验就不同土壤质地和不同滴灌年限两方面对新疆棉田膜下滴灌盐分运移规律进行研究,结果表明:对于不同土壤质地,壤土中的盐分分布较粘土中的呈更规律的变化;不同滴灌年限中滴灌年限越长,棉田中的盐分积累就越多,分析结果显示,定期大水漫灌洗盐、做好春灌水工作以及恢复排碱渠作用是土壤脱盐的必要手段。     

重力式地下孔灌土壤水分运动规律试验研究

设计了一种重力式地下孔灌系统,具有集雨和灌溉双重功能.通过室内土箱试验,研究了不同压力水头、竖管孔径和埋深条件下土壤水分运动规律.结果表明:Philip入渗模型能够较好地描述重力式地下孔灌土壤入渗过程,决定系数大于0.99;累积入渗量随压力水头和竖管孔径的增大而增大,竖管埋深对其影响微弱;幂函数能够较好地描述湿润锋运移过程,湿润锋运移距离呈现出垂直向下大于水平方向、水平方向大于垂直向上的规律;三个方向上的湿润锋运移距离与压力水头和竖管孔径呈正相关,竖管埋深对其影响较小.重力式地下孔灌土壤入渗主要受压力水头、竖管孔径等因素的影响.     

间歇灌灌水参数对其减渗效果影响的研究

本文以大田实测连续及间歇单点入渗对比试验为依据,针对陕西关中土类之一搂土,分析了间歇灌灌水参数对间歇入渗减渗效果的影响。从单点入渗的角度,提出了适合中壤质地土壤的合理间歇灌灌水技术参数,可供类似土壤质地地区间歇灌大田试验及用水管理参考。     

盐碱生荒地膜下滴灌甜菜生育规律初探

对开垦的盐碱生荒地，在滴灌条件下研究覆膜甜菜的生长发育规律，试验结果表明：甜菜的叶片数较正常的少，功能叶保持的时间长，在滴灌条件下，水分已不是产量的限制因素，增施氮肥能提高产量；生长中心转移早，块根干物质积累时间长，糖分增长和糖分积累的时间相对延长，含糖率提高。     

黑河中游山前荒漠和绿洲荒漠过渡带土壤植被空间分布特征研究

干旱区呈现荒漠和绿洲邻接共存的独特景观,区域内土壤植被起到维持生态系统结构功能稳定的基础性作用.本文以黑河中游山前荒漠及绿洲荒漠过渡带作为典型区域,设置土壤植被调查样带,在采样分析土壤机械组成、水分、盐分离子、有机质质量分数及植被覆盖度、冠幅、高度等数据的基础上,探究土壤植被在垂直和水平方向的空间分布特征.得到以下结论:1)黑河中游样带土壤平均质量含水量在1.49%~5.57%范围内,祁连山前样带北山前样带,体现祁连山区对于荒漠的水分补给;2)祁连山前样带土壤质地主要为粉壤土和砾质壤土,盐分和有机质含量较高,相反,北山前样带土壤质地主要为砾石土和砂土,盐分和有机质含量较低,土壤含水量与土壤颗粒组成、盐分、有机质含量等其他土壤属性存在显著的相关关系;3)植被覆盖度在祁连山前荒漠较高,北山前荒漠较低,远离绿洲方向的样带土壤含水量及植被覆盖度总体呈上升趋势,表现生态裂谷特征,威胁黑河中游绿洲生态系统安全;4)植被与土壤属性之间高度相关,主要表现在植被覆盖度与土壤水分、土壤细粒径颗粒和有机质含量的正相关关系,以及植被覆盖度、高度和冠幅随盐分先增加后降低的二次抛物线关系,表明盐分对植物的生长具有一定的抑制作用.