摘要：传统微灌田间管网优化设计需讨论系统允许水头差在毛管、支管间的分配和不同地形坡度下管道压力最大、最小值的位置,且对灌水小区最大控制面积缺乏准确地定量描述。为扩大灌水小区面积、简化管网系统并进一步降低管网建设和运行成本,该文为毛管单向和双向布置的微灌灌水小区建立基于最大控制面积和单位面积管网最低投资费用的目标函数,应用遗传算法进行优化求解,得到满足灌水均匀度压力约束条件的各目标函数的管道组合方式。该优化方法将灌水小区作为一个整体,依据系统内压差影响因素坡度(地形高差)和水力坡度(沿程、局部水头损失)直接获得各出水口的相对压力值,方法简便且能使结果趋于最优。经算例计算表明,若以控制面积最大为目标,毛管双向布置的单位面积费用可比毛管单向布置少23%~36%,同时前者控制面积扩大23%~24%;若以单位面积费用最低为目标,与毛管单向布置相比,毛管双向布置的单位面积费用节省7%~10%、控制面积扩大105%~200%。可见,2种布置模式中,毛管双向布置在单位面积经济性和控制面积最大化方面比单向布置优势更大。该研究对于微灌管网优化设计具有重要的理论价值和实践意义。

摘要：微灌管网系统由田间管网系统和骨干管网系统两部分组成,田间管网入口所需压力只与灌水器设计工作水头及田间管网允许水头差有关,因此两部分的优化问题是相互独立的。目前田间管网优化设计主要是在限定面积且布置已定的情况下进行支毛管管径组合优化。本研究在不限定管网系统面积的情况下建立了单向毛管田间管网、双向毛管田间管网及自压微灌骨干管网的优化设计数学模型,可同时完成相应管网的优化布置和优化设计且能得到最佳控制面积。利用解的不可行度对随机产生的初始种群进行选择以改善种群质量,利用罚函数法处理约束条件,应用遗传算法进行优化计算。结果表明:双向毛管田间管网在控制面积及单位面积投资两方面均优于单向毛管田间管网,推荐以双向毛管田间管网优化结果为基础进行骨干管网的优化,算法收敛性能稳定,具有较高的计算精度,此优化设计研究成果对自压微灌系统设计及区域管网优化设计具有一定的实际意义。

摘要：田间管网是微灌系统的最基本设计单元,该部分规划设计的合理性直接影响到整个微灌系统的工程投资及运行费用。将田间管网作为一个整体,分别以单位面积年费用最低及控制面积最大为目标,在不限定田间管网形状及面积的情况下建立毛管单向布置及双向布置田间管网优化设计数学模型。分析了毛管管径、灌水器设计流量、灌水器间距、毛管方向地面坡度、灌水器制造偏差系数及流态指数对田间管网优化结果的影响,并对两种布置模式下田间管网的优化结果进行了对比。实例计算结果表明:较小的毛管管径、灌水器设计流量、灌水器制造偏差系数及流态指数、较大的灌水器间距有利于减小田间管网单位面积年费用,减小的百分比为0.55%~57.42%;较大的毛管管径及灌水器间距、较小的灌水器设计流量、灌水器制造偏差系数及流态指数有利于增大田间管网控制面积,增大的百分比为18.31%~925.94%;毛管双向布置田间管网在单位面积年费用及控制面积两方面均优于毛管单向布置田间管网,毛管双向布置田间管网单位面积年费用较毛管单向布置降低0.59%~9.58%,控制面积较毛管单向布置增大9.67%~186.57%。结果可为不限定面积情况下微灌田间管网的优化设计提供依据。

摘要：通过马铃薯膜下滴灌水肥耦合盆栽试验,以补水时期(X1)、补灌定额(X2)、施氮量(X3)、施磷量(X4)、施钾量(X5)为试验因素,采用5因素5水平(1/2实施)的二次旋转回归正交组合试验设计。研究了不同氮、磷、钾配施对马铃薯产量的影响,创建了马铃薯产量与补水时期、氮、磷、钾施用量和灌水量关系方程。结果表明:各因素的作用顺序为:X5>X4>X3>X2>X1,各因子的交互项对马铃薯产量的影响顺序为X4X5>X3X5>X2X4>X2X5>X2X3;在以产量为目标函数时,最高产量为33.785t·hm-2时,补水时期为苗期灌水总量为灌溉定额的25%、现蕾期灌水总量为灌溉定额25%、初花期灌水总量为灌溉定额的50%;水肥耦合关系为灌溉定额为822m3·hm-2,施氮量、施磷量、施钾量分别为73.5kg·hm-2、224.4kg·hm-2、223.8kg·hm-2。

摘要：滴头流量与灌水量影响土壤湿润体的大小形状等特性,从而影响作物的生长生产。通过室内试验,研究了地下滴灌条件下不同滴头流量不同灌水量对湿润体特性的影响。结果表明:湿润锋运移与滴头流量的时间变化呈正相关;灌水量为5L时湿润体的横向和纵向尺寸达到50cm;湿润体含水率与滴头的距离具有良好的二次幂函数关系。这对于开展地下滴灌试验与设计具有一定的参考价值。

摘要：通过地下滴灌的室内试验,研究了不同滴头流量对土壤湿润体特性的影响。试验采用杨凌粘壤土,滴头流量分别为0.3、0.5、0.70、.8 L/h,埋深为25 cm。结果表明,湿润体为轮廓线近似于抛物线的不规则形体;湿润锋运移与时间的变化呈显著幂函数关系;滴头流量0.7 L/h为平均含水率由稳态到紊乱态的拐点,该点可以作为地下滴灌设计的依据。

摘要：从微灌工程水头损失计算的通用公式出发,通过对孔口出流实际水头线的简化,用微分法建立了毛管沿程水头损失的一般方程,根据能量方程得出了沿程压力水头的计算公式,且给出了在不同坡度下,毛管允许最大铺设长度的确定方法。为判断滴头出流能否满足流量允许偏差率或计算灌水均匀系数提供了依据,同时利用本文提出的方法确定出允许最大长度,并利用该长度布置管网,可以节省投资,为滴灌工程的设计提供一定的理论参考。

摘要：【目的】研究建立膜孔沟灌水流推进模型,通过分析膜孔沟灌水流推进过程,准确、方便确定膜孔沟灌灌水技术要素、田间平均入渗率和糙率。【方法】通过引入地表储水形状系数、下渗水形状系数和膜孔沟灌入渗方程,建立基于水量平衡的膜孔沟灌水流推进模型,并通过田间试验对模型进行检验。【结果】模型检验表明,试验实测数据与模型计算值吻合较好;对田间膜孔沟灌试验验证模型计算误差绝对值均值的分析可知,试验中各灌水沟除个别组误差绝对值均值大于5%外,其余均在5%以下;多组灌水沟的误差绝对值均值小于4%,可以满足膜孔沟灌灌水技术指标确定的需要。【结论】所建模型具有较为严谨的物理基础,计算求解方便、精度较高,具有较强实用性。

摘要：在0.25～5 m的水头下对孔口式滴灌管的出流规律进行了试验分析。结果表明：试验条件下孔口式滴灌管的出流均为紊流式出流,孔口流量随孔径增大而增大,增幅随管径的增大而增大。在相同的工作压力下,0.6 mm孔径滴灌管,孔距33 cm的孔口流量大于孔距100 cm的;0.9、1.2 mm孔径滴灌管,孔距100 cm的孔口流量大于孔距33 cm的,孔距50 cm的孔口流量均最小。测试滴灌管灌水均匀度随工作水头有2种变化关系：一种是灌水均匀度随工作水头的增大而增大;另一种是灌水均匀度随工作水头的增大先增大后减小。当滴灌管处理与试验条件相似时,工作水头宜控制在1～2.5 m。

摘要：结合膜孔灌溉技术的特点,利用正交试验设计方法设计了实验方案,利用田间试验资料,分析研究了春玉米膜孔沟灌条件下水分利用效率及水分消耗规律,并相应得出春玉米地膜覆盖条件下各个生育期的水分消耗系数,为膜孔沟灌技术推广应用提供了理论和技术依据。