基于濕度傳感器及壓力補(bǔ)償式滴頭的中央綠化帶智能微灌技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2017-05-01 13:03
本文關(guān)鍵詞:基于濕度傳感器及壓力補(bǔ)償式滴頭的中央綠化帶智能微灌技術(shù)研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),我國高速公路建設(shè)正處于蓬勃發(fā)展階段。中央綠化帶作為高速公路重要組成部分,不僅具有夜間行車防眩、分隔對(duì)向車流、保證行駛安全等作用,同時(shí)還具有美化公路景觀、防止環(huán)境污染等功能。為保證綠化功能的實(shí)現(xiàn),定期灌溉是高速公路中央綠化帶日常養(yǎng)護(hù)的重要環(huán)節(jié),同時(shí)也是日常養(yǎng)護(hù)的一個(gè)難題。長(zhǎng)期以來中央綠化帶采用人工水車灌溉的方式,這種方式不僅存在極大的安全隱患,且耗水量大、灌溉成本高。據(jù)此,在不斷優(yōu)化傳統(tǒng)灌溉作業(yè)的同時(shí),探尋一種更加適用于高速公路綠化帶灌溉的新技術(shù)迫在眉睫。本文通過大量的調(diào)查研究,結(jié)合高速公路中央綠化帶水文地質(zhì)條件,采用理論分析和室內(nèi)滴灌試驗(yàn)等研究方法,提出了一套基于濕度傳感器及壓力補(bǔ)償式滴頭的中央綠化帶智能微灌技術(shù),課題內(nèi)容涉及微灌技術(shù)、水力學(xué)、智能化控制技術(shù)等多門學(xué)科,研究?jī)?nèi)容及成果主要包括:(1)收集高速公路路域范圍內(nèi)的雨水作為灌溉水源,根據(jù)灌溉區(qū)域的水文地質(zhì)條件確定作物需水量,進(jìn)而基于作物需水量進(jìn)行灌溉用水的過濾、蓄水池設(shè)計(jì)及管網(wǎng)的平面布置,最后自主研發(fā)智能自動(dòng)化微灌控制系統(tǒng)將整個(gè)工程進(jìn)行統(tǒng)籌控制,最終實(shí)現(xiàn)高速公路中央綠化帶自動(dòng)化微灌工程。(2)基于應(yīng)用示范工程灌溉區(qū)地質(zhì)地貌及水文地質(zhì)條件,進(jìn)行了自然打孔出流和壓力補(bǔ)償式滴頭出流均勻性室內(nèi)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,自然打孔出流時(shí)灌溉均勻度系數(shù)只有約60%,均勻系數(shù)不滿足相應(yīng)規(guī)范要求,同時(shí)還存在部分灌溉點(diǎn)位灌溉不足,部分灌溉點(diǎn)位超量灌溉的現(xiàn)象,而安裝了壓力補(bǔ)償式滴頭后整個(gè)管網(wǎng)的出流均勻性系數(shù)提高到了90%左右,而且除部分滴頭堵塞外,很少有超灌或澆灌不足的點(diǎn)位,所以通過室內(nèi)滴灌試驗(yàn)表明,壓力補(bǔ)償式滴頭能有效改善和提高灌溉管網(wǎng)的整體灌溉均勻性,同時(shí)還能有效防止超灌和灌溉不足的現(xiàn)象。(3)利用濕度傳感器對(duì)土壤含水量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并將監(jiān)測(cè)信息及時(shí)返回到控制器,控制器對(duì)返回的信息進(jìn)行自動(dòng)化處理及判斷,從而實(shí)現(xiàn)了灌溉區(qū)自動(dòng)起灌和止灌的智能化控制。(4)依托在建高速公路,利用自主研發(fā)的微灌控制系統(tǒng)及相關(guān)室內(nèi)試驗(yàn)研究成果進(jìn)行基于壓力補(bǔ)償式滴頭和濕度傳感器的微灌技術(shù)示范工程應(yīng)用,通過示范工程應(yīng)用,對(duì)本文所提出的微灌技術(shù)可行性進(jìn)行實(shí)踐檢驗(yàn),同時(shí)在實(shí)際工程的指導(dǎo)下對(duì)微灌技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善,最后形成一套較為完備的高速公路中央綠化帶智能微灌技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】:高速公路中央綠化帶 智能微灌技術(shù) 壓力補(bǔ)償式滴頭 濕度傳感器 灌溉均勻系數(shù)
【學(xué)位授予單位】:重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:U418.9
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-9
- 第一章 緒論9-15
- 1.1 研究背景及意義9-11
- 1.1.1 研究背景9
- 1.1.2 研究意義9-10
- 1.1.3 中央綠化帶智能微灌技術(shù)的可行性及優(yōu)越性10-11
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
- 1.2.1 微灌技術(shù)研究11-12
- 1.2.2 濕度傳感器在微灌技術(shù)中的運(yùn)用研究12
- 1.2.3 壓力補(bǔ)償式滴頭研究現(xiàn)狀12-13
- 1.3 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線13-15
- 1.3.1 主要研究?jī)?nèi)容13-14
- 1.3.2 技術(shù)路線14-15
- 第二章 中央綠化帶智能微灌系統(tǒng)組成和灌溉機(jī)理15-29
- 2.1 中央綠化帶智能微灌原則和機(jī)理15-16
- 2.1.1 中央綠化帶智能微灌原則15-16
- 2.1.2 中央綠化帶智能微灌機(jī)理16
- 2.2 智能微灌系統(tǒng)組成16-18
- 2.2.1 水源工程16
- 2.2.2 首部樞紐工程16
- 2.2.3 輸配水管網(wǎng)16-17
- 2.2.4 灌水器17
- 2.2.5 智能微灌控制系統(tǒng)17-18
- 2.3 灌溉水源工程18-21
- 2.3.1 雨水來源18
- 2.3.2 雨水收集18-19
- 2.3.3 雨水存儲(chǔ)19
- 2.3.4 雨水凈化19-21
- 2.4 中央綠化帶輸配水管網(wǎng)系統(tǒng)21-27
- 2.4.1 管網(wǎng)布置21-22
- 2.4.2 管道選材22-23
- 2.4.3 管道附件23-25
- 2.4.4 管網(wǎng)水力學(xué)計(jì)算25-27
- 2.5 本章小結(jié)27-29
- 第三章 中央綠化帶微灌關(guān)鍵技術(shù)研究29-63
- 3.1 灌溉需水量計(jì)算29-30
- 3.1.1 單次灌水量29-30
- 3.1.2 蓄水池容積確定30
- 3.2 滴灌均勻度計(jì)算30-56
- 3.2.1 滴頭篩選30-31
- 3.2.2 壓力補(bǔ)償式滴頭水力特性31-33
- 3.2.3 滴灌均勻度計(jì)算33-36
- 3.2.4 滴灌均勻性試驗(yàn)研究36-56
- 3.3 智能控制系統(tǒng)56-61
- 3.3.1 濕度采集與數(shù)據(jù)處理56-58
- 3.3.2 灌溉功能58
- 3.3.3 供能系統(tǒng)58-61
- 3.4 本章小結(jié)61-63
- 第四章 高速公路中央綠化帶智能灌溉示范工程63-79
- 4.1 微灌示范工程概況63-64
- 4.1.1 水文氣象條件63
- 4.1.2 地形地貌63-64
- 4.2 灌溉工程設(shè)計(jì)64-67
- 4.2.1 設(shè)計(jì)原理64
- 4.2.2 微灌工程平面布置64-67
- 4.3 雨水收集、過濾與儲(chǔ)存67-70
- 4.3.1 雨水收集67-68
- 4.3.2 雨水過濾68
- 4.3.3 水源儲(chǔ)存68-70
- 4.4 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)70-73
- 4.4.1 滴頭、水閥及輸水管道70-71
- 4.4.2 灌溉管網(wǎng)布置71-73
- 4.5 太陽能智控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成73-77
- 4.5.1 智能控制系統(tǒng)組成及基本框架73
- 4.5.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)73-75
- 4.5.3 灌溉原則及灌溉系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)75-77
- 4.6 本章小結(jié)77-79
- 第五章 結(jié)論與建議79-81
- 5.1 結(jié)論79
- 5.2 建議79-81
- 致謝81-82
- 參考文獻(xiàn)82-85
- 在校期間發(fā)表的論文著作和取得的科研成果85
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本文編號(hào):338933
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