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滴灌系统优化设计与灌水均匀度的研究

谢焕玲

  滴灌具有适时、适量地为农作物提供水分和营养、节水、节能等的优点,成为一种高效的节水灌溉技术,不断地在推广和应用。本文着重研究的滴灌系统的田间工程对滴灌系统的造价和灌水均匀度的影响,以及精确测定灌水量的简便途径。在滴灌系统的田间工程中,毛管的长度是滴灌系统优化设计时的一个重要参数,它不仅影响滴灌系统的造价,而且还影响到滴灌系统的灌水均匀度。一般认为,毛管长度越长,则滴灌系统造价相应就会减少,因此,在优化设计时,通常认为毛管取最大长度。本文在灌水小区面积一定的情况下,以田间管网的造价与运行费用最小为目标函数,以毛管的压力差为约束条件,求得田间灌水小区内毛管的经济长度。毛管和支管的直径以及设计压力水头一定的情况下,大于或小于毛管的经济长度,都会使滴灌系统的费用增加。滴灌系统作为一种优秀的节水灌溉技术,它能够精确的控制灌溉水量,减少地面蒸发和深层渗漏。在灌水小区内,能够准确及时的测定灌水小区内灌水器的平均灌水量,才能精确控制灌水小区的灌水量。在田间滴灌管网常见的布置情况下,如灌水器间距、灌水器类型、毛管管径、毛管长度等在各种可能的变动范围内,模拟毛管上平均压力水头所在位置的范围。模拟结果显示,毛管的平均压力水头在距离毛管进水头0.3~0.4范围内变动。测定此范围内毛管上灌水器的平均流量,就可以得出灌水小区的平均灌溉水量,为精确测定滴灌系统平均灌溉水量提供简便途径。滴灌系统的灌水均匀度是衡量滴灌系统灌水质量的一个重要指标。滴灌系统的灌水均匀度受众多因素的影响,本文通过毛管的管径、滴头间距、毛管的管长、灌水器的类型和灌水器的流量系数不同的情况下,灌水均匀度随压力水头变化模拟结果显示,压力水头对灌水均匀度影响非常小。在田间工程中,毛管长度、毛管的管径、滴头间距和地形坡度对灌水均匀度影响非常显著。灌水均匀度由某一因素决定,而其它因素不变的条件下,随管径增大,滴灌系统的灌水均匀度增大;随滴头间距增大,灌水均匀度也在增大;地形坡度对灌水均匀度影响比较复杂,为了提高低压滴灌的灌水质量,土地必须整平。压力水头对滴灌系统的灌水质量影响很小,这为低水头滴灌提供了理论依据。当今,研制大流量的压力补偿式灌水器是低压滴灌研究的方向。……   
[关键词]:滴灌;灌水均匀度;灌水器;毛管
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:内蒙古农业大学2003年