资源描述：
中国农学通报 2021 37 17 112 119 ChineseAgriculturalScienceBulletin 基 金 项 目 国 家 自 然 科 学 基 金 青 年 科 学 基 金 项 目 土 壤 气 体 调 控 对 土 壤 有 机 碳 周 转 的 影 响 及 其 驱 动 机 制 41807041 河 南 省 水 利 科 技 攻 关 计 划 项 目 井 灌 区 农 业 灌 溉 用 水 限 额 研 究 及 应 用 GG201931 与 河 南 省 主 要 蔬 菜 需 水 量 特 征 及 其 作 物 系 数 分 析 GG202043 广 东 省 自 然 科 学 基 金 土 壤 气 体 成 分 对 土 壤 有 机 碳 组 分 的 影 响 及 其 驱 动 机 制 2018A0303130149 西 安 市 科 技 计 划 项 目 加 气 灌 溉 加 速 土 壤 养 分 循 环 机 理 研 究 及 其 技 术 开 发 与 示 范 20193052YF040NS040 广州市科技计划项目 南亚热带森林土壤有机碳周转过程中土壤气体的调控作用及驱动机制 20181002SF0530 第 一 作 者 简 介 张 明 智 男 1989 年 出 生 博 士 主 要 从 事 节 水 灌 溉 新 技 术 研 究 通 信 地 址 450000 河 南 省 郑 州 市 金 水 区 纬 五 路39 号 河 南 省 水 利 科 学 研究院 E mail mingzhiz 通讯作者 路振广 男 1963 年出生 教授级高级工程师 研究方向为节水灌溉与水资源 E mail skslzg 收稿日期 2020 05 08 修回日期 2020 10 12 微喷带不同结构参数的出流特性研究 张明智 1 2 3 路振广 1 2 3 尹卿芳 4 李 元 5 邱新强 1 2 3 杨浩晨 1 2 3 张玉顺 1 2 3 尹玉清 1 2 3 1 河南省水利科学研究院 郑州450000 2 河南省节水灌溉工程技术研究中心 郑州450000 3 河南省灌溉试验中心站 郑州450000 4 北京京水建设集团有限公司 北京100038 5 陕西师范大学西北国土资源中心 西安710048 摘 要 微 喷 带 作 为 一 种 高 效 节 水 灌 溉 技 术 在 冬 小 麦 夏 玉 米 已 广 泛 应 用 为 探 明 影 响 微 喷 带 单 组 流 量 的 主 要 结 构 参 数 本 试 验 采 用 完 全 随 机 试 验 探 究 微 喷 带 下 单 组 微 孔 不 同 微 孔 数 量 X1 1 2 3 5 孔 微 孔 夹 角 X2 0 30 60 90 与 微 孔 间 距 X3 0 2 0 4 0 8 1 2cm 对 微 喷 带 单 组 流 量 Q 的 影 响 微 孔 数 量 对 单 组 流 量 的 影 响 起 主 导 作 用 其 次 微 孔 夹 角 微 孔 间 距 最 小 微 孔 数 量 由1 孔 增 加 至5 孔 时 湿 润 面 积 湿 润 率 流 量 灌 水 强 度 峰 值 增 加89 11 13 73 339 38 25 06 随 微 孔 间 距 与 夹 角 的 增 加 湿 润 面 积与单组流量呈先增加后降 低趋势 湿润率呈减小趋势 灌水强度峰值无显著性变化 规律 多元线性回 归 方 程 为 Q 22071 74 X1 11247 09 X2 7 34 X3 34430 54 该 模 型 可 解 释 单 组 流 量 的 程 度 在80 00 以 上 可用实现对单组流量的预估 本研究可为微喷带参数设计提供理论参考 关键词 微喷带 水量分布 单组流量 多元线性回归分析 中图分类号 S275 5 文献标志码 A 论文编号 casb2020 0075 Study on the Flow Characteristics of Micro sprinkler Hose with Different Structural Parameters Zhang Mingzhi 1 2 3 Lu Zhenguang 1 2 3 Yin Qingfang 4 Li Yuan 5 Qiu Xinqiang 1 2 3 Yang Haochen 1 2 3 Zhang Yushun 1 2 3 Yin Yuqing 1 2 3 1 Henan Provincial Water Conservancy Research Institute Zhengzhou 450000 2 Center of Efficient Irrigation Engineering and Technology Research of Henan Province Zhengzhou 450000 3 Central Irrigation Experimental Station of Henan Zhengzhou 450000 4 Jingshui Construction Group Beijing 100038 5 Shaanxi Normal University Northwest Land and Resources Research Center Xi an 710048 Abstract Micro sprinkler hose as a high efficiency and water saving irrigation technology has been widely used in winter wheat and summer maize production this paper aims to find out the main structural parameters that affect the single group flow of micro sprinkler hose A completely randomized experiment was conducted to study the effects of different number of micropores X 1 1 2 3 5 angle for micropores X 2 0 30 60 90 and spacing between of micropores X 3 0 2 0 4 0 8 1 2cm on the flow Q of the micro sprinkler hose The results showed that the number of micropores played a leading role in influencing the single group flow followed by the angle of micropores and the spacing between of micropores had the smallest influence When the number of micropores was increased from 1 to 5 micropores the peak value of wetting area wetting rate flow and irrigation intensity were increased by 89 11 13 73 339 38 and 25 06 respectively With the0 引言 微 喷 带 是 在 薄 壁 塑 料 软 管 盘 卷 后 呈 扁 平 带 状 的 管 壁 上 直 接 加 工 以 组 为 单 位 循 环 排 列 喷 孔 通 过 这 些喷孔喷射出流进行灌溉 1 2 与传统滴灌相比 微喷带 出 水 孔 无 消 能 结 构 设 计 流 速 通 常 可 达 传 统 滴 灌 的 十 几倍 因而具有强挟沙力与优越的抗堵塞性 3 4 此外 微 喷 带 还 具 有 铺 设 简 单 单 条 控 制 范 围 大 灌 水 历 时 短 投 资 低 易 回 收 等 诸 多 优 点 5 6 在 冬 小 麦 夏 玉 米 草 坪 苗 木 等 已 大 量 使 用 部 分 替 代 滴 灌 系 统 其 应 用 效果良好 7 9 虽然 微喷带推广应用获得很大成就 但 是 由 于 在 应 用 中 还 存 对 微 喷 带 的 水 量 分 布 特 点 认 识 不足 造成了微喷带的选择和使用不科学 使得其灌溉 效果差异较大 对于微喷带水量分布的影响因素主要 包 括 微 喷 带 组 间 与 组 内 结 构 参 数 其 中 组 内 结 构 参 数 是基础与核心 因此 探究微喷带组内结构参数水量分 布规律 对于科学指导使用微喷带具有重要意义 组 内 结 构 参 数 主 要 集 中 于 微 孔 直 径 微 孔 数 量 微孔夹角 工作压力等方面 10 12 前人研究发现微喷带 微 孔 直 径 大 小 的 稳 定 性 有 助 于 保 障 其 喷 洒 性 能 的 稳 定 13 随 微 孔 直 径 的 增 加 喷 洒 幅 度 呈 先 增 加 后 趋 于 平 缓 趋 势 微 孔 直 径0 6 0 8 mm 抗 堵 塞 性 能 强 灌 水 均 匀 度 及 雾 化 度 较 优 每 组 微 孔 数 量 越 大 灌 水 均 匀 性 越 高 1 然 而 每 组 孔 数 越 多 意 味 微 孔 直 径 越 小 其 抗 堵 塞 性 能 降 低 灌 溉 水 质 及 过 滤 设 备 的 要 求 逐 渐 提 高 12 随 喷 射 仰 角 的 增 加 喷 洒 幅 度 呈 二 次 抛 物 线 变 化 1 喷 射 角 度40 时 水 流 在 空 气 中 运 动 轨 迹 最 长 分 散 几 率 最 大 雾 化 效 果 好 压 片 式 微 喷 带 水 流 射 程 湿 润 面 积 随 微 孔 夹 角 的 增 加 呈 先 增 大 后 减 小 45 时 达 峰 值 13 15 冬 小 麦 从 拔 节 期 后 采 用 仰 角80 微 喷 带 灌 溉 纵向灌溉时 行间土壤水分分布最为均匀 16 17 毛管工 作 压 力 与 单 组 流 量 服 从 幂 指 函 数 关 系 随 毛 管 工 作 压 力的增加 喷洒宽度呈先增加后趋于平缓趋势 18 19 目 前 对 于 微 喷 带 组 内 结 构 参 数 单 组 微 孔 布 置 方 式 的 相 关 研 究 较 少 微 孔 数 量 间 距 与 夹 角 交 互 作 用 对 单 组 流 量 影 响 的 研 究 也 较 少 同 时 缺 乏 定 性 与 定 量 描述微孔数量 间距 夹角与单组流量的相关关系 本 研 究 拟 通 过 室 内 模 拟 试 验 以 微 喷 带 单 组 微 孔 为 研 究 对象 首先 探究微孔数量 微孔夹角 微孔间距交互作 用对单组微喷带水量分布的影响 其次 采用回归分析 法获得微孔数量 微孔夹角 微孔间距与单组流量相关 关 系 本 文 旨 在 通 过 室 内 试 验 与 回 归 分 析 以 期 为 微 喷带的合理设计及推广应用提供基础理论支撑 1 材料与方法 1 1 试验区概况 试 验 于2018 年3 6 月 许 昌 市 灌 溉 试 验 站 许 昌 陈 曹 乡 室 内 中 进 行 试 验 基 地 位 于34 76 N 113 24 E 属 北 温 带 大 陆 性 季 风 气 候 海 拔85 0 m 多 年 平 均 气 温 14 7 年 平 均 降 雨 量698mm 8 10 月 降 水 量 占 全 年 降 水 量 的65 以 上 无 霜 期216 4 天 全 年 日 照 时 间 约 2183h 1 2 试验材料 试验于中心室内进行 水泵供水 利用分流原理控 制 系 统 工 作 压 力 恒 定 试 验 平 台 由 水 泵 过 滤 器 120 目 筛 网 式 闸 阀 水 表 精 密 压 力 表 量 程0 0 10 MPa 精 度0 01 级 自 制 雨 量 筒 等 构 成 具 体 平 台 构 成 见 图 1 试 验 平 台 尺 寸 约3 0 4 0m 2 灌 溉 水 来 自 本 地 区 地 spacing increase between the micropores and angle for micropores the wetting area and single group flow increased at first and then decreased the wetting rate showed a decreasing trend and the peak irrigation intensity did not change significantly The multiple linear regression equation was Q 22071 74 X 1 11247 09 X 2 7 34 X 3 34430 54 The model can explain more than 80 00 of the single group flow and can be used to predict the single group flow This study can provide theoretical reference for the parameter design of micro sprinkler hose Keywords micro sprinkler hose water distribution single group flow multiple linear regression analysis 0 水箱 1 水泵 2 过滤器 3 回水阀 4 电磁流量计 5 压力表 6 微喷带 7 毛管阀门 8 主管道 图 1 测试平台示意图 主视图左 俯视图右 张 明 智 等 微 喷 带 不 同 结 构 参 数 的 出 流 特 性 研 究 113中国农学通报 下 水 微 喷 带 由 河 北 沛 雨 灌 溉 设 备 科 技 有 限 公 司 中 国 石 家 庄 提 供 激 光 打 孔 微 孔 直 径0 8 mm 其 微 孔 数 量 间 距 及 夹 角 参 数 见 表1 充 水 后 微 喷 带 呈 圆 形 结构 直径32mm 停灌后 微喷带恢复扁平结构 灌 水 强 度 采 用 自 制 雨 量 筒 量 测 量 其 由 木 板 格 子 和 雨 量 筒 构 成 木 板 格 子 雨 量 筒 分 别 选 用0 45 3 15m 2 直径15cm 其中雨量筒放置以单组测量为例 见图3 1 3 试验方案及过程 1 3 1 试 验 方 案 图2 表 示 微 喷 带 组 内 结 构 参 数 设 计 形 式 设 置 微 孔 数 量 n X1 微 孔 夹 角 微 孔 连 接 成 线 线 与 水 流 方 向 的 夹 角 X 2 微 孔 间 距 两 微 孔 直 线 距 离 l X3 三 因 素 其 中 设 置 微 孔 数 量 n 4 水 平 1 2 3 5 孔 微 孔 夹 角 4 个 水 平 0 30 60 90 微 孔 间 距 l 4 水 平 0 2 0 4 0 8 1 2 cm 共49 个 处 理 见 表1 其 中 微 孔 组 间 距 L 为40 cm 各 处 理 随 机 分 别 选 取3 条 长 1 9m 毛 管 4 组 微 孔 每 条 毛 管 随 机 选 取3 组 每 次 测 量一组 每组重复3 次测定 1 3 2 试 验 过 程 根 据 图1 安 装 试 验 平 台 采 用 水 准 尺 整 平 试 验 平 台 保 证 微 喷 带 水 平 铺 设 并 使 得 各 雨 量 筒 均 在 同 一 个 平 面 利 用0 10MPa 量 程 压 力 表 控 制 工 作 压力 用防水布将雨量筒盖住 调整微喷带试验工作压 力 为0 01 MPa 进 行 喷 水 待 压 力 稳 定 后 迅 速 撤 掉 试 样 上 的 防 水 布 同 时 开 始 计 时 设 置 喷 洒 时 间 为 15 min 计 时 结 束 时 迅 速 用 防 水 布 将 试 样 罩 住 并 关 闭水源 为雨量筒编号并依次称量 1 3 3 建 立 坐 标 规 定 面 向 水 流 方 向 为 正 方 向 y 轴 垂 直 水 流 左 手 边 为 正 方 向 X 轴 灌 水 强 度 为z 轴 如 图3 所示 1 4 观测项目及观测方法 1 4 1 灌水强度 本研究指的是单个雨量筒的灌水强度 h mm h 采 用 雨 量 筒 法 进 行 测 定 其 中 灌 水 强 度 峰 值 为每处理最大灌水强度 按照式 1 计算获得 h 1000 m A 效 t 1 式 中 m 为 雨 量 筒 中 水 质 量 g 为 水 的 密 度 g cm 3 A 效 为 雨 量 筒 的 湿 润 面 积 灌 水 强 度 为 0 13mm h 的 雨 量 筒 面 积 之 和 cm 2 t 为 接 水 时 间 h 其 中 干 燥 面 积 为 湿 润 面 积 围 成 区 域 内 灌 水 强 度 为 0 13mm h 的 雨 量筒面积之和 cm 2 1 4 2 单组流量 定义为单组微孔喷射出水流中能够被 雨 量 筒 接 收 的 水 流 之 和 依 据 实 测 结 果 按 照 公 式 2 计算各单组流量 Q mL h Q m t 2 式 中 m 为 雨 量 筒 中 水 质 量 g 为 水 的 密 度 g cm 3 t 为接水时间 h 1 4 3 湿 润 率 湿 润 率 we 定 义 为 微 喷 带 喷 洒 幅 度 内 有 效 雨 量 筒 面 积 A 效 与 喷 洒 宽 幅 内 总 雨 量 筒 面 积 A 的 水 流 方 向 微 孔 图 2 微喷带结构参数示意图 3 孔 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1K 2K0D0 2 2K0D0 4 2K0D0 8 2K0D1 2 2K30D0 2 2K30D0 4 2K30D0 8 2K30D1 2 2K60D0 2 2K60D0 4 2K60D0 8 2K60D1 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 30 30 30 30 60 60 60 60 0 2 0 4 0 8 1 2 0 2 0 4 0 8 1 2 0 2 0 4 0 8 1 2 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 3K60D0 2 3K60D0 4 3K60D0 8 3K60D1 2 3K90D0 2 3K90D0 4 3K90D0 8 3K90D1 2 5K0D0 2 5K0D0 4 5K0D0 8 5K0D1 2 5K30D0 2 3 3 3 3 3 3 3 3 5 5 5 5 5 60 60 60 60 90 90 90 90 0 0 0 0 30 0 2 0 4 0 8 1 2 0 2 0 4 0 8 1 2 0 2 0 4 0 8 1 2 0 2 序号 处理 因素 微孔数量 微孔夹角 微孔间距 序号 处理 因素 微孔数量 微孔夹角 微孔间距 表 1 试验方案 114百分 比值 w e A 效 A 100 3 式 中 w e 为 湿 润 率 A 效 为 雨 量 筒 的 有 效 接 水 面 积 即湿润面积 mm 2 A 为喷洒幅度内总面积 mm 2 1 5 数据分析 利 用SPSS 22 0 进 行 逐 步 线 性 回 归 分 析 Excel 进 行 灰 色 关 联 度 方 差 及 通 径 分 析 用AutoCAD2020 与 OriginPro2019 绘图 2 结果与分析 2 1 不同处理对微喷带单组水量分布特性的影响 由 图4 可 知 单 孔 水 量 分 布 较 集 中 且 呈 尖 塔 形 距 离 微 孔 越 近 灌 水 量 越 高 约17 62mL h 在 本 研 究 中 微 孔 上 下 出 现0 16mL h 的 微 小 流 量 偏 差 可 能 是 由 于 制 作工艺偏差 导致喷出的水柱水不能完全垂直于毛管 存 在 制 作 误 差 同 时 不 能 完 全 保 障 每 组 的 微 孔 垂 直 向 上等因素造成的差异 由 图5 与 表2 可 知 微 孔 夹 角 由0 增 加90 时 湿 润率均呈减小趋势 最高灌水强度呈先增加后降低 湿 润 面 积 与 流 量 无 显 著 变 化 规 律 当 微 孔 数 量 为2 孔 时 微 孔 间 距 由0 2 增 加 至1 2 cm 湿 润 面 积 与 单 组 流 量 呈 先 增 加 后 降 低 趋 势 灌 水 强 度 与 湿 润 率 均 呈 减 小 趋 势 就 灌 水 强 度 出 现 峰 值 情 况 而 言 微 孔 夹 角 的 变 化对其影响较小 微孔间距的改变影响较大 二者交互 作用对其影响更为显著 由 图6 可 知 微 孔 夹 角 由0 增 加 至90 时 喷 洒 幅 度 湿 润 面 积 与 单 组 流 量 呈 先 增 加 后 减 小 趋 势 其 中 30 较 高 湿 润 率 减 小248 41 灌 水 强 度 峰 值 呈 先 减 小 后 增 加 趋 势 其 中30 较 高 当 微 孔 数 量 为3 孔 时 微 孔 间 距 由0 2 cm 增 加 至1 2 cm 湿 润 面 积 与 单 组 流 量 分 别 增 加46 15 与63 42 湿 润 率 减 小35 55 灌 水 强 度 峰 值 呈 先 减 小 后 增 加 趋 势 其 中0 2 cm 较 高 微孔间距与微孔夹角交互作用时 随着二者正向增加 湿 润 面 积 与 单 组 流 量 呈 先 增 加 后 降 低 趋 势 湿 润 率 呈 降 低 趋 势 灌 水 强 度 峰 值 数 量 由1 增 加 至3 其 中 3K0D0 2 处理灌水强度峰值最高 由 图7 可 知 微 孔 夹 角 由0 增 加 至90 时 喷 洒 幅 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 2K90D0 2 2K90D0 4 2K90D0 8 2K90D1 2 3K0D0 2 3K0D0 4 3K0D0 8 3K0D1 2 3K30D0 2 3K30D0 4 3K30D0 8 3K30D1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 90 90 90 90 0 0 0 0 30 30 30 30 0 2 0 4 0 8 1 2 0 2 0 4 0 8 1 2 0 2 0 4 0 8 1 2 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 5K30D0 4 5K30D0 8 5K30D1 2 5K60D0 2 5K60D0 4 5K60D0 8 5K60D1 2 5K90D0 2 5K90D0 4 5K90D0 8 5K90D1 2 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 30 30 30 60 60 60 60 90 90 90 90 0 4 0 8 1 2 0 2 0 4 0 8 1 2 0 2 0 4 0 8 1 2 序号 处理 因素 微孔数量 微孔夹角 微孔间距 序号 处理 因素 微孔数量 微孔夹角 微孔间距 续表 1 水 流 方 向 微 喷 带 雨 量 筒 单 组 微 孔 坐 标 原 点 图 3 单组微喷带坐标示意图 俯视图 图 中 A 表 示 垂 直 微 喷 带 距 单 组 中 心 微 孔 间 距 cm B 表 示 水 平 微 喷 带 距单组中心微孔间距 cm C 表示 单组微孔流量 mL h 下同 图 4 微喷带单孔水量分布 张 明 智 等 微 喷 带 不 同 结 构 参 数 的 出 流 特 性 研 究 115中国农学通报 度 湿 润 面 积 与 单 组 流 量 呈 先 增 加 后 减 小 趋 势 其 中 30 较 高 湿 润 率 呈 减 小 趋 势 降 低246 93 其 中0 湿 润 为100 灌 水 强 度 峰 值 呈 先 减 小 后 增 加 趋 势 其 中 0 较 高 当 微 孔 数 量 为5 孔 时 微 孔 间 距 由0 2 cm 增 加 至1 2 cm 湿 润 面 积 与 单 组 流 量 基 本 均 呈 先 增 加 后 降 低 趋 势 其 中0 4cm 较 高 湿 润 率 呈 减 小 趋 势 降 低 36 22 灌 水 强 度 峰 值 无 显 著 性 变 化 规 律 其 中 微 孔 间 距0 4cm 较 高 微 孔 间 距 与 微 孔 夹 角 交 互 作 用 时 5K60D0 4 湿 润 面 积 及 流 量 较 高 5K0D0 4 处 理 灌 水 强 度峰值最高 综 合 上 述4 图 及 表2 发 现 随 着 微 孔 数 量 的 增 加 湿润面积 湿润率 流量 灌水强度峰值均呈增加趋势 其 中 与2 孔 相 比 5 孔 湿 润 面 积 湿 润 率 流 量 灌 水 强 度峰值分别增加89 11 13 73 339 38 25 06 2 2 组内结构参数与单组流量回归分析 以Q 为 因 变 量 X1 X2 X3 为 自 变 量 利 用SPSS22 0 进行多元逐步回归分析 表3 由 表3 可 知 微 孔 数 量 对 单 组 流 量 存 在 显 著 性 影 图 5 2 孔微孔夹角与间距变化对微喷带水量分布的影响 图 6 3 孔微孔夹角与间距变化对微喷带水量分布的影响 116 图 7 5 孔微孔夹角与间距变化对微喷带水量分布的影响 处理 1K 2K0D0 2 2K0D0 4 2K0D0 8 2K0D1 2 2K30D0 2 2K30D0 4 2K30D0 8 2K30D1 2 2K60D0 2 2K60D0 4 2K60D0 8 2K60D1 2 2K90D0 2 2K90D0 4 2K90D0 8 2K90D1 2 3K0D0 2 3K0D0 4 3K0D0 8 3K0D1 2 3K30D0 2 3K30D0 4 3K30D0 8 3K30D1 2 面积 cm 2 湿润 2126 25 3532 50 3532 50 6358 50 6358 50 4945 50 4945 50 5652 00 2826 00 3532 50 6358 50 5652 00 5652 00 2119 50 2826 00 2826 00 4239 00 3532 50 6358 50 6358 50 6358 50 6358 50 6358 50 7771 50 7771 50 干燥 4961 25 2835 00 2835 00 0 00 0 00 1417 50 1417 50 4961 25 12048 75 2835 00 4252 50 9213 75 21971 25 4252 50 7796 25 12048 75 27641 25 2835 00 0 00 0 00 0 00 0 00 4252 50 11340 00 15592 50 湿润率 30 00 55 48 55 48 100 00 100 00 77 72 77 72 53 25 19 00 55 48 59 92 38 02 20 46 33 26 26 60 19 00 13 30 55 48 100 00 100 00 100 00 100 00 59 92 40 66 33 26 单组流量 mL h 3817 35 14862 13 14851 55 27138 98 27325 30 20317 70 21001 80 24059 67 12150 33 14321 19 27311 38 24481 83 24869 11 9122 38 12291 86 12462 12 19812 60 18768 35 36651 65 38186 00 39256 66 35337 66 37601 05 47464 63 48004 83 灌水强度峰 值 mm h 17 62 20 14 14 84 15 03 14 19 18 97 19 37 15 50 20 21 17 83 19 30 15 78 19 71 21 52 18 73 16 12 14 94 26 89 20 07 16 44 14 68 18 05 18 85 18 35 17 14 处理 3K60D0 2 3K60D0 4 3K60D0 8 3K60D1 2 3K90D0 2 3K90D0 4 3K90D0 8 3K90D1 2 5K0D0 2 5K0D0 4 5K0D0 8 5K0D1 2 5K30D0 2 5K30D0 4 5K30D0 8 5K30D1 2 5K60D0 2 5K60D0 4 5K60D0 8 5K60D1 2 5K90D0 2 5K90D0 4 5K90D0 8 5K90D1 2 面积 cm 2 湿润 4945 50 4945 50 5652 00 6358 50 3532 50 4945 50 4945 50 6358 50 6358 50 6358 50 6358 50 6358 50 9184 50 10597 50 10597 50 10597 50 7771 50 12717 00 9184 50 10597 50 4945 50 7771 50 7771 50 7771 50 干燥 1417 50 7087 50 19845 00 24097 50 7087 50 9922 50 22680 00 29767 50 0 00 0 00 0 00 0 00 1417 50 4252 50 21262 50 25515 00 2835 00 14175 00 26932 50 21262 50 9922 50 15592 50 24097 50 24097 50 湿润率 77 72 41 10 22 17 20 88 33 26 33 26 17 90 17 60 100 00 100 00 100 00 100 00 86 63 71 36 33 26 29 35 73 27 47 29 25 43 33 26 33 26 33 26 24 39 24 39 单组流量 mL h 28209 25 30071 48 34636 94 40413 61 21292 76 31448 26 32330 61 41636 35 60107 94 62433 61 63007 65 63727 51 89327 47 104150 12 107309 27 107855 90 76333 15 127523 11 92409 62 105321 46 49896 28 78586 98 78924 30 79265 70 灌水强度峰 值 mm h 23 17 18 15 17 07 18 81 25 23 17 20 16 94 23 34 32 43 36 57 33 85 28 89 20 24 19 45 16 31 15 68 17 85 16 45 17 53 19 31 20 97 19 26 16 57 21 49 表 2 不同处理对湿润面积 干燥面积 单组流量及灌水强度峰值的影响 张 明 智 等 微 喷 带 不 同 结 构 参 数 的 出 流 特 性 研 究 117中国农学通报 响 的 0 898 3 因 素 中 微 孔 数 量 对 流 量 影 响 最 大 其 次 微 孔 夹 角 微 孔 间 距 最 小 微 孔 数 量 可 对 单 组 流 量 的 大范围调节 还需微孔夹角粗调 再通过微孔间距进行 细调 最终实现单组流量高精度控制 多 元 线 性 回 归 方 程 为Q 22071 74X1 11247 09X2 7 34X3 34430 54 该 模 型 检 验 度 为 极 显 著 水 平 F 67 01 sig 0 000 其 多 元 决 定 系 数R 2 0 820 调 整 后 R 2 0 808 表 明 因 变 量 的 变 异 中80 00 可 由 线 性 回 归 方 程 部 分 来 解 释 误 差 仅 占19 20 该 模 型 中 微 孔 数 量 微 孔 夹 角 微 孔 间 距 可 解 释 单 组 流 量 的 程 度 在 80 00 以 上 可 用 微 孔 数 量 微 孔 夹 角 微 孔 间 距 来 实 现对单组流量的预估 该模型中微孔数量 微孔夹角 微 孔 间 距 对 单 组 流 量 的 贡 献 率 分 别 为90 00 14 00 和1 00 3 讨论 3 1 微 喷 带 微 孔 数 量 夹 角 间 距 对 单 组 水 量 分 布 的 影 响 本 研 究 发 现 微 孔 数 量 由1 孔 增 加 至5 孔 时 单 组 流 量 湿 润 面 积 均 呈 增 加 趋 势 可 能 是 由 于 相 同 压 力 下 毛管水流流速与微孔直径相同时 随着微孔数量的 增加出流断面增加 导致其单组流量增加 水流喷射空 中 雾 化 面 积 大 易 于 提 高 单 位 面 积 湿 润 率 同 时 土 壤 入渗能力有限 易增加地表径流 进一步增加地表湿润 面 积 20 21 与 孙 红 梅 22 研 究 结 论 一 致 也 与 张 学 军 12 研究5 孔时有效喷洒幅度大于3 孔结论一致 然而 张 学军还发现随微孔数量的增加有效喷洒幅度呈先增加 后降低趋势 可能由于管径相同时 微孔数量增加一定 程 度 时 势 必 会 降 低 微 孔 直 径 单 组 流 量 会 出 现 降 低 现 象 至 于 本 研 究 微 孔 数 量 高 于5 孔 时 有 效 喷 洒 幅 度 是 否会出现降低趋势 还有待于进一步试验论证 本 研 究 发 现 微 孔 夹 角 的30 时 湿 润 面 积 较 大 与 王建军等 13 研究结论一致 然而 徐茹 5 邸志刚 1 张学 军 12 研究认为 喷射仰角40 50 时湿润面 积较大 与本 研 究 结 论 存 在 较 大 误 差 由 于 毛 管 管 径 的 差 异 邸 志 刚 张 学 军 采 用 的 毛 管 管 径 最 小 为40 mm 以 上 本 研 究 采 用 管 径32 mm 还 可 能 由 于 喷 洒 幅 度 不 仅 仅 受 微 孔夹角的影响 微孔组间距 数量也起到直接与间接影 响 对 于 本 研 究 交 互 作 用 下 喷 射 仰 角30 60 之 间 是 否 存 在40 45 较 大 值 还 有 待 于 进 一 步 试 验 论 证 于 国 丰 等 14 认 为 湿 润 区 幅 度 均 随 喷 射 角 度 的 增 大 而 减 小 与本研究大多数结论不一致 主要是由于本研究微 喷 带 为 无 边 圆 柱 形 于 国 丰 等 采 用 的 微 喷 带 具 有 压 边 结构 本研究发现组内微孔间距越大其单组流量呈先增 加 后 略 微 降 低 现 象 由 于 孔 口 出 流 量 除 与 孔 口 作 用 水 头有关外 还与孔口流量系数有关 在作用水头沿程减 小 不 大 的 短 管 23 情 况 下 多 孔 配 水 管 管 内 以 紊 流 为 主 层流较少 孔口处流量沿程出现局部增大现象 24 26 在相同直径的多孔出流中 随短管内微孔间距的增加 其配水均匀度系数呈现出先增加后降低现象 27 28 3 2 微 喷 带 微 孔 数 量 夹 角 间 距 与 单 组 流 量 的 相 关 关 系 微 喷 带 组 内 结 构 参 数 布 孔 方 式 孔 组 间 距 以 及 孔 数 决 定 微 喷 带 单 位 长 度 的 总 出 流 量 同 时 也 改 变 单 组 流 量 灌 水 均 匀 性 水 分 分 布 地 表 湿 润 面 积 等 5 29 30 本 研 究 发 现 微 孔 数 量 对 单 组 流 量 的 影 响 起 主 导 作 用 其次微孔间距与微孔夹角 其中微孔间距 夹角均通过 改 变 喷 射 仰 角 实 现 微 喷 灌 溉 其 中 微 孔 间 距 单 位 变 化 范 围 对 喷 射 仰 角 影 响 大 于 微 孔 夹 角 表 明 微 孔 数 量 可 以 实 现 对 单 组 流 量 的 大 范 围 调 节 要 想 实 现 高
展开阅读全文
