摘要：毛管水头偏差率是确定毛管长度的主要技术指标。以正在运行的新疆棉田地下滴灌系统为试验对象,选取代表性毛管,实测正常灌溉过程中毛管首尾压力、流量和沿程土壤水分,研究地下滴灌毛管水头偏差率特性及其与土壤水分均匀度的关系。结果表明:在毛管设计工作水头为10 m条件下,测试毛管水头偏差率在0.58%~12.80%之间。同一管网中,不同毛管的水头偏差率各不相同且具有波动性,但同一支管位置处树状毛管与环状毛管之间的相对趋势稳定;在毛管设计工作水头为10 m条件下,支管入口压力对毛管水头偏差率的影响不显著(P>0.05);毛管水头偏差率和毛管埋深层土壤水分均匀系数之间有强的负相关关系(P<0.001),建立了水头偏差率和土壤水分均匀度之间的数学模型,经验证,85%毛管的绝对误差小于5%。研究可以为地下滴灌毛管长度设计与毛管工作状况评价提供参考。

摘要：为研究低压条件下地下毛管的水力性能与灌水均匀度的变化规律,以新疆大田地下滴灌系统作为研究对象,支管入口压力在1.4~6.55 m之间,在支管的首部、中部和尾部分别对地下和地表毛管进行测试,比较流量、工作压力和总水头损失等参数间的关系。结果表明:1)可以通过压力与流量判断毛管工作是否正常。2)地下毛管在土壤基质势驱动滴头出流时,大于地表毛管流量,相对地表毛管流量增加0.12~0.9,并且增加比例随压力降低而增大。3)90%的正常地下毛管的工作压力要小于地表毛管,压力折减系数在(-10%,0)的概率是70%。4)用总水头损失、勃拉休斯公式及多口系数推求毛管考虑局部水头损失的加大系数,地表毛管平均值在1.32~5.94之间,地下毛管平均值在1.37~2.18之间,二者均随压力降低而增大;土壤基质势作用使地下毛管流量增大,导致地下毛管的加大系数比地表毛管小。5)地表管网的灌水均匀度随压力降低而降低;土壤基质势的作用提高了地下管网的均匀度,压力偏差率比地表管网低0.62%~3.44%,流量偏差率比地表管网低8.15%~22.4%。该研究可为低压地下滴灌系统的设计与管理提供科学依据。

摘要：旋流泵无叶腔宽度、叶片数和叶片宽度是影响旋流泵性能中最重要的几何参数。【目的】建立旋流泵性能优化方法,为今后的工程提供参考。【方法】采用中心复合的方法对无叶腔宽度L、叶片数Z和叶片出口宽度b2进行了试验设计,使用CFD数值计算获得了样本的性能特性,而后采用Kriging模型建立了几何参数与旋流泵效率和叶片表面剪切应力的关系,最后利用非支配排序遗传算法对几何参数进行多目标寻优并进行了性能预测和对比分析。【结果】研究确定旋流泵最优几何参数L为25mm、Z为8枚、b2为26.45mm;优化后旋流泵无叶腔的宽度降低了16.67%,叶轮的叶片数增加了1枚,叶片的出口宽度增加了25.95%。优化后旋流泵的效率显著提高,同时叶片的表面剪切应力降低;在设计工况点,旋流泵的效率提高了1.06%,叶片平均剪切应力从优化前的274.37Pa减少至204.57Pa,降低了25.44%;优化后消除了在叶片的前缘处较大的剪切应力;叶片的表面的剪切应力在靠近叶片的出口处得到显著抑制。【结论】通过数值模拟验证了中心复合的方法是可行,提高了旋流泵性能。

摘要：我国田间节水灌溉自动化技术相对落后,为增加节水节能效率,针对农业灌溉过程中,灌溉系统、灌溉方案的选择缺乏灵活性,缺乏友好的人机交互界面,操作复杂等情况,研究并设计了基于PLC技术的微灌变频控制系统。该控制系统通过电动机变频调速的方法,调节水泵运行工况,从而保证微灌系统在设定压力下稳定运行,并通过触摸屏实时显示、监测和控制系统运行的各工况参数,提高了作物灌溉方案选择的灵活性。田间试验表明,该系统人机界面良好,能够较好地满足微灌系统不同压力的需要,并可以灵活设定和选择灌溉方案,达到节水灌溉的目的。同时由于电机的变频控制具有较好的节能作用,与传统恒压灌溉的方式比,进一步降低了能源的浪费。

摘要：【目的】提高引黄灌区的灌水效果,探究灌区适宜的畦田规格。【方法】在尊村引黄灌区开展畦灌试验,研究了引黄畦灌田间水流推进与消退规律,结合田间实测数据,采用数值模拟的方法分析了灌水结果,优化了灌区的畦田规格。【结果】尊村引黄灌区内的超长畦田的灌水效率并不能完全满足节水灌溉要求,同时也存在多灌或少灌以及田间管理困难问题。Win SRFR软件模拟结果表明,对于超长畦田,畦田越长,越难满足节水灌溉要求。【结论】结合引黄灌区的实际情况,在不改变土地权属现状的条件下,通过软件模拟得出了针对尊村引黄灌区果树畦灌超长畦田的优化设计规格,即畦田宽度为2 m时,长度范围为280~340 m;畦田宽度3 m,畦田长度240~270 m;畦田宽度4 m,畦田长度170~240 m;畦田宽度5 m,畦田长度130~170 m;畦田宽度6 m,畦田长度110~140 m。

摘要：【目的】解决常规固定式滴灌溉系统的单位投资成本相对较高、配套设备的重复利用率偏低、维护管理不便等实际问题。【方法】采用定型化设计、标准化配套和通用化操作的结构设计,研制了具有设备集成度高、成本投资少、功能实用、操作简单、易于推广应用等特点的抗旱用轻型滴灌系统。根据轻型滴灌系统的组成和应用特点,结合农业生产实际需求,研究和优化了系统的总体结构,并进行了成套系统的直接投资、间接投资和年运行费、折旧费等计算,比较分析系统应用后的节本、减灾、增收等效益,并运用投资静态评价指标的计算方法,分析了抗旱用轻型滴灌系统的投资回收年限和益本比。【结果】轻型滴灌系统的最大控制灌溉面积为0.67 hm^2,总投资1 730元/套,年均运行总费用537.50元/hm^2,比常规固定式滴灌系统节约成本45.3%,促进作物产量提高8%~13%,用户整体经济效益提高约25%~30%,投资回收年限为0.71 a,益本比高达1.40。【结论】从经济上充分说明轻型滴灌系统投资合理,能够满足普通农户的实际接受能力,并具有较好的经济效益。