【摘要】：交替灌溉配套的設(shè)備存在配水均勻性差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問(wèn)題。本文通過(guò)室內(nèi)、田間試驗(yàn),設(shè)計(jì)交替灌溉田間應(yīng)用系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)交替灌溉的分配閥、為保證灌水均勻性的可調(diào)開度灌溉閥。為便于研究,將交替灌溉配水問(wèn)題轉(zhuǎn)化為多孔管出流問(wèn)題。 (1)交替灌溉多孔出流管輸水能力的比較分析,設(shè)計(jì)不同孔口開度、水源水頭、鋪設(shè)坡度、管道長(zhǎng)度,試驗(yàn)比較輸水能力：得出輸水管的自由出流條件下管道出流量Qz總是大于多孔出流管總出流量Q0。鋪設(shè)長(zhǎng)度L、壓力水頭H、管道鋪設(shè)坡度i及孔間距S等任何一個(gè)因素的變化都將會(huì)對(duì)單孔出流量產(chǎn)生重要影響,進(jìn)而影響多孔管的總出流量Q0。隨著管道鋪設(shè)長(zhǎng)度L的增大總出流量增大,單孔平均出流量減小；隨著壓力水頭H的增大,總出流量和平均單孔出流量均增大；隨著鋪設(shè)坡度i的增大總出流量和平均單孔出流量均增大；隨著孔間距S的增大,總出流量減少,平均單孔出流量增加。分析多孔管流量折減系數(shù)ψ與無(wú)量綱數(shù)開孔比η長(zhǎng)徑比E、坡度i之間的關(guān)系,進(jìn)行公式擬合。 (2)建立了變孔徑、變管徑多孔管的數(shù)學(xué)模型,分別設(shè)計(jì)了變孔徑和變管徑多孔管。運(yùn)用FLUENT軟件研究不同入口速度,不同末孔直徑對(duì)配水均勻度的影響。結(jié)果證明,變孔徑、變管徑多孔管相對(duì)于等孔徑、等管徑多孔管,可以提高配水均勻度。對(duì)于變孔徑多孔管,入口速度越大,配水均勻度越高；對(duì)于DN25的PVC管道,末孔直徑為10mm時(shí)配水均勻度最高；對(duì)于變管徑多孔管,入口速度越小,配水均勻度越高。(3)研究設(shè)計(jì)了可調(diào)開度灌溉閥和交替灌溉分配閥。通過(guò)計(jì)算推導(dǎo)可調(diào)開度灌溉閥旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)與過(guò)水截面積的關(guān)系,并用以指導(dǎo)灌溉,應(yīng)用FLUENT軟件模擬了可調(diào)式出水口在不同開度,不同水頭下的流量特性。應(yīng)用可調(diào)式出水口和交替灌溉分配閥,搭建了單管和雙管兩種隔溝交替灌溉系統(tǒng),用于田間試驗(yàn),結(jié)果證明能夠保證灌溉均勻度。 (4)搭建兼做溫室爬蔓繩的有芯微管微灌系統(tǒng),并進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。以種植黃瓜為例,根據(jù)黃瓜不同生長(zhǎng)期灌水定額,發(fā)芽期0.13L/株、幼苗期0.227L/株、初花期1.53L/株、結(jié)果期2.56L/株。對(duì)系統(tǒng)各級(jí)管道進(jìn)行水力特征分析,經(jīng)試驗(yàn)和計(jì)算比對(duì)選擇系統(tǒng)主管為φ32塑料硬管、支管選擇φ16塑料硬管,有芯微管芯材選擇滲透系數(shù)K=0.249的丙綸絲繩。通過(guò)溫室試驗(yàn)區(qū)與常規(guī)溝灌和滴灌比對(duì),得出該系統(tǒng)灌水均勻度達(dá)93.3%,有芯微管灌水有效率96.6%,比常規(guī)有效灌水率80.5%提高近20%。單位面積投資為280元/畝,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：S275

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2617765