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地下滴灌灌水均匀度试验研究

作　者: 胡笑涛
导　师: 康绍忠；马孝义
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 农业水土工程
关键词: 地下滴灌灌水均匀度土壤入渗水力特性
分类号: S275.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
下　载: 335次
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内容摘要

我国水资源的严重不足，是农业持续发展的主要制约因素，发展节水农业已成为全国上下的共识。节水农业的发展必须以灌溉技术的变革为前提。地下滴灌作为一种极具节水潜力的微灌技术，将成为未来节水灌溉技术的新的创新点之一。本文针对影响地下滴灌均匀度的因素分析入手，采用室内测定的试验方法，对简易地下滴灌灌水器制造偏差、土壤水分运移规律、灌水器出流规律以及空气介质中毛管的水力特性、水力计算等进行了研究，探索了保证一定灌水均匀度的灌水技术参数组合规律。主要研究结果如下：（1）精确的制造工艺可以保证较低的制造偏差，电钻打孔比扎孔可以获得较好的灌水器流量均匀度，达到基本合格水平。简易地下滴灌灌水器流量压力关系在空气和土壤介质中都呈现较好的幂函数关系，其流态介于层流和紊流之间。（2）地下滴灌的灌水器出流量一般在较短时间内形成饱和圈后，土壤入渗速率不仅受到土壤质地、土壤初始含水率、土壤容重等因素的制约，而且还与影响灌水器出流速率的压力水头有关。地下滴灌条件下，初始含水量较高的土柱，湿润锋运移速度快于含水量较低的；在较高的供水压力条件下，各个方向的湿润锋运移都比低水头情况下的快；容重越大的土柱湿润锋运移速度越缓慢。粘壤土湿润锋运移速度明显慢于沙土，特别是容重较大时更为明显。根据一维土柱近似的湿润轮廓线初步选定了工程设计参数。在地下滴灌灌水器出流量较小情况下，埋深应浅，孔距应选择和毛管间距相等或接近；出流量大时，埋深可深，孔距大于毛管间距仍可获得较均匀的土壤水分分布。（3）通过对空气介质中简易地下滴灌的微孔毛管试验研究发现：60m管长的毛管平均压力水头的位置基本上在距第一孔口的有效管长40％-45％的地方；大部分水头损失发生在毛管的前半部分；压力均匀度随孔径的增大而减小，但与初始工作水头关系不密切；在1.5m以下的工作压力下运行，沿程出流均匀度随孔径的增大而降低，当孔径不大于1.0mm时，灌水均匀度可以达到60％以上；当孔径大于等于1.2mm时，灌水均匀度低于50％。制造偏差的影响远远大于压力变化对出流均匀度的影响。（4）利用达西—韦斯巴赫公式计算微孔毛管的沿程水头损失具有较高的精度，但计算复杂，吴义伯公式计算虽较简单，但在灌水均匀度较差时误差较大，为此对吴义伯公式进行了修正，提出了修正系数的计算经验公式，取得了良好的结果，为简易地下滴灌工程设计中水力计算建立了简化公式。（5）根据实测的不同孔径的压力流量关系，计算了允许最大毛管长度，并在理论上对变孔径等流量毛管组合方法进行了探索。

全文目录

摘要（中、英文）  3-7
第一章综述  7-15
  1．1 节水灌溉技术的发展是节水农业发展的前提  7-8
  1．2 地下滴灌  8-11
  1．3 地下滴灌灌水均匀度的研究综述  11-15
第二章地下滴灌灌水均匀度影响因素分析与评价  15-19
  2．1 影响地下滴灌灌水均匀度因素分析  15-16
  2．2 衡量地下滴灌均匀度的方法  16-18
  2．3 简易地下滴灌低压运行的可行性分析  18-19
第三章简易地下滴灌灌水器的研究  19-24
  3．1 地下滴灌灌水器的发展  19-20
  3．2 简易地下滴灌灌水器的试验研究  20-23
  3．3 本章小结  23-24
第四章简易地下滴灌土壤入渗特性试验研究  24-34
  4．1 单灌水器一维土柱模拟地下滴灌试验  24-30
  4．2 地下滴灌的土槽试验  30-33
  4．3 本章小结  33-34
第五章简易地下滴灌毛管水力分析  34-45
  5．1 多孔毛管沿程压力流量变化分析  34-38
  5．2 微孔毛管水力计算  38-42
  5．3 微孔毛管组合方式  42-44
  5．4 本章小结  44-45
第六章结论  45-47
参考文献  47-51
附录  51

地下滴灌灌水均匀度试验研究

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