滴灌系統(tǒng)灌水均勻系數(shù)是評價滴灌系統(tǒng)灌水質(zhì)量的重要指標(biāo),也是系統(tǒng)設(shè)計的重要參數(shù)。但現(xiàn)有的評價方法僅能反映滴灌系統(tǒng)中滴頭流量的均勻性,未能反映出堵塞滴頭的集中程度和分布位置對灌水均勻度的影響,使得評價結(jié)果與實際灌水均勻狀況之間存在差異。為合理評價滴灌工程在運行過程中堵塞滴頭對灌水均勻性及作物生長的影響,本研究以克里斯琴森均勻系數(shù)為基礎(chǔ),建立了堵塞滴頭位置分布均勻性的概念和計算方法,提出了以堵塞滴頭位置分布均勻系數(shù)和滴頭流量均勻系數(shù)的算術(shù)平均值為指標(biāo)的灌水均勻系數(shù)計算模型,并分別對比分析了毛管和灌水小區(qū)兩個尺度的灌水均勻性評價結(jié)果。隨后,再利用HYDRUS-2D數(shù)值分析軟件,從確定采樣點布置方式入手,模擬不同堵塞情況下的土壤水分狀況,分析灌水均勻性與土壤水分分布均勻性之間的關(guān)系,然后以土壤水分分布均勻系數(shù)為依據(jù),對提出的考慮滴頭堵塞位置的灌水均勻系數(shù)計算模型進(jìn)行優(yōu)化,最后通過溫室灌溉試驗進(jìn)行驗證。本研究主要得出以下結(jié)論:(1)克里斯琴森均勻系數(shù)、凱勒均勻系數(shù)等灌水均勻性評價指標(biāo)僅能反映滴灌系統(tǒng)中滴頭流量的均勻性,無法準(zhǔn)確反映系統(tǒng)運行過程中滴頭堵塞位置和堵塞滴頭集中程度的變化,也無法反映整個灌水區(qū)域作物供水差異的變化。(2)對于堵塞滴頭位置分布均勻性,可采用與克里斯琴森均勻系數(shù)類似的方法,即在堵塞情況下,以灌水小區(qū)內(nèi)各正常出流滴頭所能控制的灌溉濕潤區(qū)域面積的平均偏差為基礎(chǔ)來描述堵塞滴頭位置分布均勻性。(3)取樣點布置方式對土壤水分分布均勻系數(shù)影響顯著,適宜的取樣間距和深度分別為60 cm和地表下20 cm。(4)土壤水分分布均勻系數(shù)與灌水均勻系數(shù)具有顯著的線性關(guān)系,可以利用土壤水分分布均勻系數(shù)來評判各灌水均勻性評價指標(biāo)的合理性。(5)堵塞滴頭數(shù)量決定了堵塞滴頭位置分布對土壤水分分布均勻性的影響程度。當(dāng)堵塞滴頭占比維持在10%以下時,堵塞滴頭位置分布對土壤水分分布均勻性影響較小,Cu、EU等評價指標(biāo)均可較為準(zhǔn)確描述土壤水分分布狀況;若占比超過10%,僅考慮滴頭流量均勻性的評價指標(biāo)均不能準(zhǔn)確反映土壤水分分布狀況,應(yīng)考慮堵塞滴頭位置的影響。(6)當(dāng)考慮滴頭堵塞位置的灌水均勻系數(shù)UR中克里斯琴森均勻系數(shù)Cu和堵塞滴頭位置分布均勻系數(shù)Ru的比例系數(shù)為8:2時,考慮滴頭堵塞位置的灌水均勻系數(shù)最能反映出滴灌條件下的土壤水分分布狀況。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：S275.6
【部分圖文】：

圖 2-1 灌水小區(qū)布置示意圖Fig 2-1 Diagiram of irrigation district（a）集中分布 （b）較均勻分布 （c）均勻分圖 2-2 堵塞滴頭位置分布的局部情況示意圖Fig 2-2 Distribution of clogged emitters under different clogging situation.1 堵塞狀況設(shè)置為全面反映堵塞對灌水均勻性的影響，本試驗在2.1.2試驗小區(qū)布置方式的基礎(chǔ)滴頭平均堵塞程度、堵塞滴頭數(shù)量和堵塞滴頭位置分布三個因素，每個因素均

（a）集中分布 （b）較均勻分布 （c）均勻分布圖 2-2 堵塞滴頭位置分布的局部情況示意圖Fig 2-2 Distribution of clogged emitters under different clogging situation2.2.2.1 堵塞狀況設(shè)置為全面反映堵塞對灌水均勻性的影響，本試驗在2.1.2試驗小區(qū)布置方式的基礎(chǔ)上，考慮滴頭平均堵塞程度、堵塞滴頭數(shù)量和堵塞滴頭位置分布三個因素，每個因素均設(shè)置三個水平，采用完全組合試驗，共設(shè)置了 27 種典型的堵塞狀況。因素水平見表 2-2，堵塞滴頭位置分布示意圖如圖 2-2 所示。通過 HYDRUS-2D 軟件模擬，得到上述 27 種堵塞情況下試驗小區(qū)內(nèi)各采樣點處的土壤含水率，計算出相應(yīng)土壤水分分布均勻度。

考慮滴頭堵塞位置的滴灌系統(tǒng)灌水均勻性評價方法2表 2-2 試驗因素水平表Table 2-2 Table of experimental design因素 滴頭平均堵塞程度 堵塞滴頭數(shù)量 位置分布水平1 40% 10% 集中分布2 60% 20% 較均勻分布3 80% 30% 均勻分布.2.2.2 采樣點布置方式如圖 2-3 所示。沿毛管方向從第一個滴頭處，垂直毛管方向從小區(qū)邊界處，開始觀測點。本研究共設(shè)置三種采樣點布置方式，每個點位分別測定地表以下 10、20、30的土壤含水量。（1）毛管方向和垂直毛管方向均每隔 30cm 布設(shè)一個觀測點，共計布設(shè) 3400 個點，具體布置位置如圖 2-3 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

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本文編號：2816078