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地下滴灌灌水器水力特性试验研究

李永川  
【摘要】: 地下滴灌是目前一种先进的节水灌溉技术,研究地下滴灌灌水器的水力特性及其土壤水分分布规律,对地下滴灌系统的合理设计具有指导意义。应用地下滴灌灌水器测试系统,研究地下滴灌灌水器的水力特性,取得如下成果: 1.建立地下滴灌单个灌水器水力特性测试系统。系统采用高位水箱和水泵联合加压,可以满足不同压力条件下灌水器的试验要求;采用传感器称重法建立的数据采集及处理系统,通过测量装有灌水器土桶的重量变化,来测量地下滴灌灌水器流量的变化过程。 2.利用回归旋转试验设计建立地下滴灌灌水器流量与工作压力、灌水器埋深和土壤初始含水率之间的二次回归方程。分析表明,灌水器流量与压力显著相关。 3.室内试验表明,地下滴灌灌水器出流量随时间无明显变化过程,基本保持稳定出流;地下滴灌灌水器流量较地表滴灌有所减小。 4.在现有的地下滴灌土壤水分运动数学模型的基础上,利用差分原理,采用交替隐式差分法编写模拟地下滴灌条件下的土壤水分运动程序,并通过室内试验验证模型的合理性。 5.提出了一种新的确定土壤水分运动参数的方法。利用回归旋转设计方法安排试验方案,借助土壤水分运动模型,建立含水率模拟值和实测值的差值平方和与土壤水分运动参数之间的二次函数关系,并利用二次规划方法寻求差值平方和的最小值,从而找到符合土壤性质的最优土壤水分运动参数。 6.分析了各种因素对土壤水分运动规律的影响。土壤质地、灌水时间、灌水器流量、埋深、土壤初始含水率对土壤水分布有很大影响,进行地下滴灌设计时应综合考虑各因素。


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