【摘要】：微孔陶瓷灌水器是一種通過內(nèi)部微孔道過流、依靠灌水器內(nèi)外水勢差向土壤供水的新型灌水器,具有節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)點。灌水器堵塞問題是制約微灌技術(shù)大規(guī)模推廣應(yīng)用的關(guān)鍵,但是目前關(guān)于微孔陶瓷灌水器堵塞問題研究比較缺乏。為此,本文研究了泥沙、肥料單獨作用和肥沙耦合作用對微孔陶瓷灌水器堵塞的影響,分析了微孔陶瓷灌水器平均相對流量隨時間的變化特征和灌水器內(nèi)壁沉積物分布規(guī)律,揭示了微孔陶瓷灌水器堵塞機(jī)理,并提出了相應(yīng)的抗堵措施。主要結(jié)論如下:(1)渾水中泥沙沉積是導(dǎo)致微孔陶瓷灌水器物理堵塞的主要原因灌溉前期,渾水中泥沙粘粒含量對微孔陶瓷灌水器平均相對流量影響較大,泥沙粘粒含量越高,影響越大,越容易使灌水器發(fā)生堵塞。但是,灌溉后期(216 h后),灌水器平均相對流量均穩(wěn)定在72%附近,泥沙粘粒含量對灌水器平均相對流量影響較小。進(jìn)入微孔陶瓷灌水器內(nèi)的泥沙全部沉積在灌水器內(nèi)壁,形成一層泥沙膜,但泥沙并不會進(jìn)入灌水器陶瓷微孔中。(2)肥料類型對微孔陶瓷灌水器化學(xué)堵塞影響較大,肥液粘滯系數(shù)越大,越易堵塞施加尿素,灌水器不會發(fā)生堵塞,而施加硫酸鉀和復(fù)合肥,灌水器發(fā)生堵塞。其中,復(fù)合肥對灌水器堵塞影響最大,施加復(fù)合肥后,灌水器平均相對流量下降速度最快,當(dāng)灌溉時間達(dá)到132 h時,其下降了24%,造成堵塞的主要原因是陶瓷微孔過濾了部分肥料,使肥液濃度下降了5%,灌水器外壁有晶體析出,內(nèi)壁生成了沉積物,主要成分為(NH_4)H_2(PO_4)_2和K_2(NH_4)P_2O_(10)。施加尿素和硫酸鉀后,肥液濃度基本不發(fā)生變化,灌水器內(nèi)壁無沉積物生成。施加肥料后,灌溉水粘滯系數(shù)增大,尿素溶液粘滯系數(shù)最小,硫酸鉀粘滯系數(shù)最大,粘度越大微孔陶瓷灌水器越易堵塞。(3)肥沙耦合更易造成微孔陶瓷灌水器堵塞渾水中施加尿素比泥沙單獨作用更易使灌水器發(fā)生堵塞,堵塞發(fā)生時間提前了60h,灌水器平均相對流量減小24%,主要是因為尿素會加速泥沙顆粒團(tuán)聚,并沉積在灌水器內(nèi)壁,加快灌水器堵塞。渾水中施加尿素后,灌水器平均相對流量下降速度加快,當(dāng)灌溉時間達(dá)到156 h時,其下降了24%,在灌溉后期(180 h后),灌水器平均相對流量均穩(wěn)定在70%附近。(4)沖洗可有效改善微孔陶瓷灌水器堵塞問題采用沖洗措施,可沖掉管道和灌水器內(nèi)壁的沉積物,使灌水器平均相對流量恢復(fù)到初始流量的90%以上。對于泥沙單獨作用,沖洗前后,灌水器再次堵塞時間和程度變化不大;對于肥料單獨作用,沖洗前后,灌水器再次堵塞時間提前(提前24 h),堵塞程度增大;對于肥沙耦合作用,灌水器再次堵塞時間提前(提前12 h),堵塞程度增大。利用渾水灌溉時,當(dāng)泥沙濃度為0.1 g/L時,建議灌溉90天左右對灌溉系統(tǒng)進(jìn)行一次沖洗;采用水肥一體化灌溉時,肥料不宜選用溶液粘度較大的硫酸鉀和復(fù)合肥;采用肥沙耦合水肥一體化灌溉時,當(dāng)泥沙濃度為0.1 g/L時,建議灌溉60天左右對灌溉系統(tǒng)進(jìn)行一次沖洗。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S277.9

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本文編號：2793153