【摘要】：機采棉已在新疆得到了大面積推廣,并取得了良好的效益。但其管網(wǎng)布置方式,尤其是毛管布置方式還未得到系統(tǒng)的研究。出現(xiàn)同一地區(qū)毛管的布置方式各異,沿用傳統(tǒng)膜下滴灌人工采摘種植模式下的灌水計劃,單純?yōu)榱朔奖銠C采而使用機采模式等不良現(xiàn)象。鑒于此,本文從機采棉滴灌管網(wǎng)布置優(yōu)化設(shè)計的角度出發(fā),選取當前機采棉種植中常用的幾種毛管布置方式、毛管布置長度占設(shè)計毛管極限長度的比例值、毛管滴頭流量,作為設(shè)計基本參數(shù),進行機采棉滴灌管網(wǎng)布置方案設(shè)計。通過經(jīng)濟評價與田間土壤水分運移試驗的方法,從設(shè)計方案投入與灌水效果上對各設(shè)計方案進行優(yōu)化比選研究。研究主要結(jié)論如下:(1)通過對不同機采棉滴灌管網(wǎng)布置方案的設(shè)計,對《滴灌工程設(shè)計圖集》中的部分計算公式做了改進與完善。機采棉毛管布置方式的滴灌管網(wǎng)布置設(shè)計方案下,同一膜內(nèi)的相鄰毛管間距與相鄰膜的相鄰毛管間距不相同,故在利用公式P = Sw/SL×100%計算土壤濕潤比時,式中的SL應(yīng)該為整個地塊的平均毛管布置間距。同理在計算管網(wǎng)系統(tǒng)一次灌水時間、毛管用量和每條支管上的毛管條數(shù)時,帶入公式中的毛管布置間距,也應(yīng)該是整個地塊的平均毛管布置間距,如果按同一膜內(nèi)的相鄰毛管布置間距計算,得到的結(jié)果會出現(xiàn)偏差。目前《滴灌工程設(shè)計圖集》中利用一膜內(nèi)的毛管布置間距計算上述各量,只適用于整個地塊上的毛管均為等間距布置的情況。(2)對研究設(shè)置的18個機采棉滴灌管網(wǎng)布置方案進行經(jīng)濟評價,得出在使用相同毛管布置方式的每6個設(shè)計方案中,經(jīng)濟評價結(jié)果最優(yōu)的設(shè)計方案分別是方案1-4、2-2和3-5。使用SPSS對18個設(shè)計方案選取的設(shè)計基本參數(shù)與設(shè)計管網(wǎng)系統(tǒng)每畝一次性投入的關(guān)系進行逐步回歸分析。結(jié)果顯示設(shè)計方案每畝一次性投入,主要受到一膜下的毛管條數(shù)(X1)、滴頭流量(Z2)、毛管布置長度占設(shè)計毛管極限長度的百分比(Z3)3個因素的影響�；貧w擬合得出回歸模型Y= 106.205X1 + 42.325X2+112.222X3-78.849(R2=0.975),在本研究方案的條件下可以通過此模型來計算設(shè)計方案每畝一次性投入。(3)設(shè)計試驗條件下,滴頭流量為2.6 L/h的土壤表面濕潤鋒運移速度,大于滴頭流量為1.8 L/h的;滴頭流量為2.6 L/h的土壤表面濕潤鋒運移速度呈平緩減小趨勢,滴頭流量為1.8 L/h的土壤表面濕潤鋒運移速度也呈減小趨勢,但會出現(xiàn)突變。采用機采棉毛管布置方式的方案灌水效果要優(yōu)于使用傳統(tǒng)毛管布置方式的方案。對比a、b、c三個采用機采棉毛管布置方式的方案發(fā)現(xiàn),適當減小同一膜下的毛管布置間距,可以提高膜下表層土壤的濕潤均勻度,改善棉花生長的土壤水分環(huán)境;采用一膜三管毛管布置方式的方案a、b的灌溉土壤濕潤均勻度要優(yōu)于采用一膜兩管毛管布置方式,且灌水量更大的方案c。(4)本文通過對18個機采棉膜下滴灌管網(wǎng)布置設(shè)計方案進行經(jīng)濟評價與灌水試驗,確定的最優(yōu)設(shè)計方案為方案2-2。方案毛管段的具體布置模式為:1膜3管6行,棉花按10cm,66cm,10cm,66cm,10cm的寬窄行布置,中間毛管布置于棉花中間窄行的正中位置,兩側(cè)毛管布置于寬行中,距中間毛管56 cm的位置,滴頭流量采用2.6 L/h,毛管布置長度采用設(shè)計毛管極限長度的80%。根據(jù)研究結(jié)果,給出了機采棉滴灌管網(wǎng)布置優(yōu)化設(shè)計方案。
【學位授予單位】：石河子大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S275.6;S562
【圖文】：

機采棉滴灌管網(wǎng)布置優(yōu)化設(shè)計研究毛管布置方式下投入最低的設(shè)計方案，和一個傳統(tǒng)棉花膜下滴灌種植模式下設(shè)計方毛管設(shè)計參數(shù)，布置田間土壤水分運移試驗。試驗在大田條件下進行，為裸土膜下試驗，目的是為了探究對比各理論設(shè)計方案的灌水效果。最終確定經(jīng)濟投入低，且效果好的機采棉滴灌管網(wǎng)布置優(yōu)化設(shè)計方案。（3）機采棉滴灌管網(wǎng)布置優(yōu)化設(shè)計方案根據(jù)確定的最優(yōu)設(shè)計方案的基本資料和設(shè)計參數(shù)，以及試驗中的土壤特性指標值出機采棉滴灌管網(wǎng)布置優(yōu)化設(shè)計方案。3.2 技術(shù)路線

即圖2-1 中 A 所示的 1 膜 3 管 6 行，毛管放置于窄行中間；圖 2-1 中 B 所示的 1 膜 3 管 6 行，中間毛管置于中間窄行的正中位置，兩側(cè)毛管分別距離中間毛管 56 cm；圖 2-1 中 C 所示的 1 膜 2 管 6 行，毛管置于寬行中間。其中圖 2-1 中 A 所示的毛管布置方式出現(xiàn)較早，這種布置方式灌水相對均勻，棉花長勢相對均一，但是這種布置方式給棉花的播種、管理、采收帶來了諸多不便，于是就出現(xiàn)了圖 2-1 中 B 和 C 所示的兩種毛管布置方式。設(shè)計毛管極限長度，用字母 Lm 表示，在滴灌管網(wǎng)布置設(shè)計中，毛管的長度要小于等于設(shè)計毛管極限長度。毛管的布置長度影響著滴灌管網(wǎng)系統(tǒng)的造價

圖 2-2 瑪河灌區(qū)概況圖Fig.2-2 General drawing of Manas River irrigated area表 2-2 瑪河灌區(qū)行政區(qū)劃情況Tab.2-2 Administrative division in Manas River irrigated areas灌區(qū)名稱 灌區(qū)面積/km2具體行政區(qū)劃單位下野地灌區(qū) 2632.44第八師 121 團、122 團、132 團、133 團、134 團、135 團、136團，克拉瑪依市小拐鄉(xiāng)、四道河子鄉(xiāng)、老沙灣鄉(xiāng)，沙灣縣柳毛灣鄉(xiāng)莫索灣灌區(qū) 1403.03 第八師 147 團、148 團、149 團、150 團，第六師新湖七場石河子灌區(qū) 1060.74石河子市，第八師 143 團、152 團，烏蘭烏蘇鄉(xiāng)、石河子鄉(xiāng)、石總場、四分場金溝河灌區(qū) 1038.53 第八師 144 團，沙灣縣安集海灌區(qū) 867.88 第八師 141 團、142 團瑪納斯灌區(qū) 819.87 瑪納斯縣、北五岔鄉(xiāng)、六戶地鄉(xiāng)新湖總場灌區(qū) 576.81 第六師新湖總場、新湖一場、新湖二場瑪河灌區(qū)的主要作物為棉花，且機采棉已被大面積推廣，機采棉的毛管布置方式多

【參考文獻】

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本文編號：2765268