摘要：微灌用砂石过滤器中,集水滤帽是进行过滤过程集水和反冲洗过程散水的关键部件。为了获得滤帽内部流阻特性,改善砂石过滤器水损较大弊端,该研究对国内市场上常用的梯形集水滤帽进行了室内模型试验,测定了滤帽在不同过滤和反冲洗速度下的压降特性,并采用Fluent(15.0)软件对滤帽过滤和反冲洗过程中的流场分布特征进行了数值模拟,研究了滤帽内外的压降分布规律。结果表明:滤帽压降模拟结果和试验测试结果吻合性较好,相对误差3.54%~6.53%。随着滤速升高,滤帽产生的水头损失较滤层水损增长更为显著,反冲洗过程中的滤帽水损要大于过滤状态;通过对滤帽内部流场分析,滤帽水损主要产生于近滤缝区域和芯柱区域,均是由于过水流道突然缩小导致,在滤层滤速为0.030 m/s时,滤缝和芯柱进口处滤速分别为2.57和4.01m/s。结合以上结果,设计了一种扁平球面滤帽结构,增加了滤缝面积,优化了芯柱结构,缩小了滤帽高宽比,通过数值模拟,表明扁平球面滤帽结构有助于改进过滤和反冲洗效果。研究结果可为滤帽选型和优化改进提供参考。

摘要：为了探究适用于华北地区基于蒸发皿蒸发量的冬小麦滴灌灌溉计划,通过在冬小麦冠层上方设置直径为20 cm的蒸发皿,研究不同灌水处理对土壤水分动态及冬小麦生长和产量的影响.试验设置2因素3水平裂区试验设计,2因素分别是累计水面蒸发量(E_(p))和蒸发皿系数(K_(p)),其灌水定额(I)由E_(p)和K_(p)相乘计算取得.由试验可知,灌溉对土壤含水率的影响主要集中在(0,60]cm土层,(60,100]cm土层土壤含水率随生育期推进逐渐降低;灌水量越少,对土壤储水的消耗越大,而总耗水量则随之降低.滴灌处理的小麦株高、叶面积指数、产量和水分利用效率(WUE)显著高于地面灌处理(CK)(P<0.05),不同的E_(p)和K_(p)的主效应对小麦的株高、叶面积指数、穗数、穗粒数、产量和WUE影响均达显著水平,而千粒质量则是E_(p)和E_(p)与K_(p)的交互效应对其有显著影响.通过基于主成分的灌水处理寻优分析发现滴灌条件下的E_(p2)K_(p3)处理更有利于小麦生长发育和产量及WUE提升.经过综合分析,E_(p2)K_(p3)处理为最优处理,即冬小麦进入返青期后累计水面蒸发量为40 mm,蒸发皿系数在返青期至拔节期为0.7、拔节期至灌浆期为1.0和灌浆期至乳熟期为0.8处理的产量和WUE均最大,产量为9920.27 kg/hm^(2),WUE可达23.35 kg/(mm·hm^(2)).

摘要：为探究不同畦田规格与施肥时机对土壤NO_(3)^(-)-N分布规律及对冬小麦产量的影响,优化选择具有较高灌水施肥均匀度和储氮效率及产量的最佳灌溉施肥模式,于2017-2018年在冬小麦季选取畦宽、畦长和施肥时机3个试验因素,传统撒施灌溉作为对照,通过正交试验设计设置12个处理。结果表明:1)与灌水前相比,灌水后各处理土壤不同层次NO_(3)^(-)-N浓度均增加,且随着土层深度的增加NO_(3)^(-)-N浓度逐渐降低。在液施处理下NO_(3)^(-)-N在有效根系层的累积较撒施处理高出0.27%~27.97%。2)畦宽、畦长和施肥时机显著影响NO_(3)^(-)-N的分布。在返青期,畦长对灌水施肥均匀度的贡献率最高,为91.64%;施肥时机对储氮效率的贡献率最高,为44.22%。在扬花期,畦长对灌水施肥均匀度的贡献率最高,为92.67%;畦宽对储氮效率的贡献率最高,为53.6%。在60 m畦长条件下可以获得较高的灌水施肥均匀度。3)畦宽、畦长和施肥时机对作物产量的贡献率分别为37.2%、37.3%和23.9%,畦宽3.2 m、畦长60 m和全程液施的处理下达到了最高产量,为7869.2 kg/hm^(2)。因此,液施可以提高土壤NO_(3)^(-)-N分布均匀性,有利于NO_(3)^(-)-N在小麦根系层的累积,减少氮素的淋溶损失;综合对土壤NO_(3)^(-)-N分布均匀性、积累及作物产量来看,畦宽3.2m、畦长60m和全程液施的处理为该研究处理下最优模式。

摘要：【目的】实现渠道输水的智能控制。【方法】采用自动控制、信息通信和传感器等技术,设计并研发了一套基于物联网和PLC的灌区测控闸门系统,系统主要由现地一体化测控闸门终端和物联网远程监控系统组成。【结果】运用明渠测流理论和传感器技术,实现了渠道水位和闸门开度的计量;采用齿轮齿条作为闸门启闭机构,提高了闸门运行效率;研发了基于PLC的闸门终端控制器,实现了现地闸门终端的自动控制和无线通信;开发了基于物联网技术的闸门远程监控系统软件,实现了对闸门的远程监控与工情数据管理。【结论】该系统实现了渠系闸门的远程智能控制,具有计量精度高、稳定性强、操作和维护方便的特点,适用于灌区中小型渠道输配水过程的精准控制。