【摘要】：水資源短缺、水土流失和土地荒漠化已經(jīng)成為21世紀人類面臨的共同難題，為了更有效節(jié)約水資源，減小水土流失，增加土壤入滲，需要尋求一種有效的高效節(jié)水灌溉技術(shù)，減少灌溉損失，提高灌溉效率。本文提出了一種新型的微潤灌溉系統(tǒng)。研究了該系統(tǒng)的水力特性；通過室內(nèi)試驗，研究了微潤灌溉條件下土壤水分運移及分布狀況；并在田間構(gòu)建了微潤灌溉系統(tǒng)用于棉花的灌溉，提出了系統(tǒng)存在的問題及未來的研究方向。研究取得了以下一些成果： (1)微潤管出流存在誘導(dǎo)階段，誘導(dǎo)時間約為21h，此后累積滲出量與時間呈線性關(guān)系；微潤管的時段出流量隨著時間呈增大趨勢，穩(wěn)定后開始隨時間沿著出流平均值上下波動，與日氣溫變化呈相似規(guī)律。對壓力流量關(guān)系進行擬合，得到擬合方程Q93.00H0.81，試驗所用微潤管制造偏差系數(shù)均在9%以內(nèi)。 (2)1m水頭和2m水頭的出流量和水溫在0.01水平上都顯著相關(guān)，兩者呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。當水溫升高時出流量增大，水溫降低時出流量減小。微潤管出流量和水溫有著很好的線性相關(guān)關(guān)系，溫度變化1℃時，流量的改變量：1m水壓時為5.89mL，2m水壓時為9.26mL，壓力水頭越大溫度對其出流影響越大。 (3)微潤管埋置在土壤中進行灌溉時，壓力-流量關(guān)系隨埋藏深度的不同有著一定的變化，兩者呈指數(shù)關(guān)系，且流態(tài)指數(shù)均大于0.5。不同觀測歷時的濕潤鋒形狀近似是一個以微潤帶為圓心的圓，沿微潤管鋪設(shè)方向的濕潤鋒基本上與微潤管平行。濕潤體各方向上的濕潤鋒隨著灌水的持續(xù)進行而不斷的擴展，但濕潤鋒運移的速度逐漸減小，當灌溉進行到一定時間后，濕潤鋒幾乎停止運移；在相同的灌水時間下，濕潤體近似為一個圓形，即在垂直向上、垂直向下和水平方向上的濕潤半徑近似相等；用冪函數(shù)來表達濕潤鋒水平最大濕潤距離X、垂直濕潤距離Z±和累積入滲量隨時間的變化規(guī)律，有著很高的相關(guān)系數(shù)，均在0.90以上。 (4)在田間試驗中，微潤管在5m作用水頭下滲水流量為233.9mL/h/m，隨著灌溉的持續(xù)進行，由于微潤管出現(xiàn)了化學堵塞的現(xiàn)象，流量呈現(xiàn)一個逐漸衰減的態(tài)勢，大概一個月左右流量的衰減達到一個比較穩(wěn)定的數(shù)值，微潤管的出流量為169.3mL/h/m，微潤管出流量衰減率為27.6%，此后不再衰減。土壤含水率幾乎為一個固定的數(shù)值，為田間持水率的60%。微潤灌溉在堵塞問題不嚴重的情況下，灌溉水量基本上能夠滿足棉花的生長需求，用微潤灌溉方式種植的棉花與滴灌種植棉花比較發(fā)現(xiàn)：灌溉用水量節(jié)省42.67m3/畝，產(chǎn)量提高100.4kg/畝，水分利用效率達到1.25kg/m3。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S274.2
【圖文】：

1 馬氏u
2 支架 3 PE 輸水管 1 馬氏u
2 PE 輸水管 3 開關(guān)4 開關(guān) 5 微潤管 6 微潤管堵頭 4 PVC 管 5 微潤管 6 量杯 7 支架圖 2-1 微潤管空氣出流試驗裝置圖 圖 2-2 微潤管制造偏差試驗裝置圖Fig.2-1 The experimental equipment Fig.2-2 The experimental equipmentof the outflows of moistube in the air of the manufactured deviation of moistube2.1.2 計算方法1）流量壓力關(guān)系。在給水器自由出流情況下，流量與工作壓力呈現(xiàn)如下關(guān)系[43]，dQ kH(2-1)其中，Q——給水器出流量，L/h；H——工作水頭，m；k——流量系數(shù)，與流道的幾何尺寸及形狀有關(guān)；d——流態(tài)指數(shù)，體現(xiàn)流量對壓力的敏感程度。

1 馬氏u
2 支架 3 PE 輸水管 1 馬氏u
2 PE 輸水管 3 開關(guān)4 開關(guān) 5 微潤管 6 微潤管堵頭 4 PVC 管 5 微潤管 6 量杯 7 支架圖 2-1 微潤管空氣出流試驗裝置圖 圖 2-2 微潤管制造偏差試驗裝置圖Fig.2-1 The experimental equipment Fig.2-2 The experimental equipmentof the outflows of moistube in the air of the manufactured deviation of moistube2.1.2 計算方法1）流量壓力關(guān)系。在給水器自由出流情況下，流量與工作壓力呈現(xiàn)如下關(guān)系[43]，dQ kH(2-1)其中，Q——給水器出流量，L/h；H——工作水頭，m；k——流量系數(shù)，與流道的幾何尺寸及形狀有關(guān)；d——流態(tài)指數(shù)，體現(xiàn)流量對壓力的敏感程度。

太原理工大學碩士研究生學位論文而增加，分別為 54.80mL/h/m、101.30mL/h/m、153.30mL/h/m。微潤管核心材料為性半透膜，表面孔隙為納米級，根據(jù)泊肅葉（Poiseuille）定律[48]，通過每一微孔的流流速（即水流流速）與膜兩側(cè)的壓力差成正相關(guān)關(guān)系，即隨著壓力增大，出流量增大。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王榮蓮,龔時宏,王建東,李光永,趙永來;地下滴灌抗負壓堵塞的試驗研究[J];灌溉排水學報;2005年05期

2 呂謀超，仵峰，彭貴芳，熊明潔;地下和地表滴灌土壤水分運動的室內(nèi)試驗研究[J];灌溉排水;1996年01期

3 仵峰，彭貴芳，呂謀超，熊明潔;地下滴灌條件下土壤水分運動模型[J];灌溉排水;1996年03期

4 胡笑濤,康紹忠,馬孝義;地下滴灌灌水均勻度研究現(xiàn)狀及展望[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2000年02期

5 康紹忠;新的農(nóng)業(yè)科技革命與21世紀我國節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;1998年01期

6 王鐵錘;程宇洋;;引黃灌區(qū)節(jié)水灌溉問題探討[J];各界文論;2007年02期

7 竇超銀;李春龍;李光永;張立坤;于國豐;;吸力式微潤灌水器水力特性試驗研究[J];灌溉排水學報;2012年04期

8 祁世磊;謝香文;邱秀云;劉國宏;王澤玉;;低壓微潤帶出流與入滲試驗研究[J];灌溉排水學報;2013年02期

9 仵峰,范永申,李金山,李王成;低壓條件下灌水器水力性能試驗研究[J];節(jié)水灌溉;2003年01期

10 張琛;朱德蘭;李嵐斌;車銀偉;;星形微管灌水器水力性能試驗研究[J];節(jié)水灌溉;2010年08期

本文編號：2777076