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南疆沙区成龄红枣水肥一体化滴灌的水肥适宜用量

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农业工程学报 2018年第11期34卷 96-104页

作者：王振华扁青永李文昊李朝阳石河子大学水利建筑工程学院石河子832000 现代节水灌溉兵团重点实验室石河子832000

为了研究南疆沙区漫灌改滴灌水肥管理对红枣产量及品质的影响,该文运用二元回归分析及归一化方法,以当地9 a成龄枣树为对象,寻求同时满足高效高产的水肥灌溉制度。以常规漫灌(CK:1 100 mm、900 kg/hm^2)为对照,设灌水和施肥(N∶P_2O_5∶... 详细信息

为了研究南疆沙区漫灌改滴灌水肥管理对红枣产量及品质的影响,该文运用二元回归分析及归一化方法,以当地9 a成龄枣树为对象,寻求同时满足高效高产的水肥灌溉制度。以常规漫灌(CK:1 100 mm、900 kg/hm^2)为对照,设灌水和施肥(N∶P_2O_5∶K_2O=2∶1∶1.5)双因素进行小区试验,3个滴灌灌水量(W1:45%CK,W2:65%CK,W3:85%CK,100%)和3个施肥水平(F1:45%CK,F2:65%CK,F3:85%CK)。结果表明:灌水对红枣花期、膨大期土壤养分(全N、速效P、速效K)和灌溉水利用效率(iWUE)达到显著性水平(P滴灌条件下W2F3处理产量最高,与CK无显著性差异(P>0.05),iWUE、PFP分别在W1F3、W3F1处理最高,总糖、维生素C、总酸分别在W3F1、W3F3、W3F1处理最高,与W2F3无显著性差异(P>0.05),对于净收益而言,W3F2与CK具有显著性差异(P滴灌水肥投入与红枣产量和品质关系模型分析,认为研究区滴灌红枣适宜的水肥投入范围分别为651～806 mm和708～810 kg/hm^2,其中N(311～345 kg/hm^2),P_2O_5(156～178 kg/hm^2),K_2O(233～267 kg/hm^2),研究结果可做为当地红枣滴灌节水、节肥的最佳水肥供应模式。

关键词：滴灌肥料水南疆沙区红枣土壤养分

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基于混合变邻域的自动化滴灌轮灌分组算法

农业工程学报 2022年第7期38卷 155-162页

作者：李伟邓红涛田敏陈红莉石河子大学信息科学与技术学院石河子832000 石河子大学机械电气工程学院石河子832000 新疆天业集团有限公司石河子832000

为了解决自动化滴灌轮灌分组手工计算效率低的问题。该研究分析比较自动化滴灌与手工控制滴灌问题特征和划分原则,构建以轮灌组流量均衡为目标的数学模型,模型以流量标准差最小为目标函数,以流量差、压力差和离散度指标等为约束条件,以... 详细信息

为了解决自动化滴灌轮灌分组手工计算效率低的问题。该研究分析比较自动化滴灌与手工控制滴灌问题特征和划分原则,构建以轮灌组流量均衡为目标的数学模型,模型以流量标准差最小为目标函数,以流量差、压力差和离散度指标等为约束条件,以支管数量、流量大小和轮灌组数为决策变量,并提出一种基于混合变邻域的GSRV-GA算法进行模型求解。算法通过设计罚函数以及子代修复算法来解决工程约束以及交叉变异产生的非法解问题,然后将选择算子结合模拟退火机制以避免优化解陷入局部最优。为了提高算法搜索精度,设计基于流量和位置调整的2种邻域结构,通过变邻域搜索来强化遗传算法的搜索能力。对新疆某团场灌区工程进行实例优化分析,求解的最小标准差为10.03 m^(3)/h,算法在350代左右实现收敛,求解时间为2 504.53s。在3组不同规模的案例中求解最小标准差分别为15.18、13.93和7.52 m^(3)/h,在1~5个支管堵塞抖动试验中离散度指标均达到1。该模型和算法可为后续挖掘自动化滴灌节水技术提供研究基础。

关键词：自动化滴灌轮灌组优化算法遗传算法模拟退火变邻域算法

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柑橘园水肥一体化滴灌自动控制装置的研制

农业工程学报 2012年第10期28卷 91-97页

作者：李加念洪添胜冯瑞珏岳学军陈姗华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室广州510642 国家柑橘产业技术体系机械研究室广州510642 华南农业大学工程学院广州510642

为实现建设有独立水池和独立液肥池的柑橘园的水肥滴灌的自动控制,研制了一个干电池供电的水肥一体化滴灌定时控制装置。该装置通过2个电磁阀的开关操作分别控制2个池中的清水和液肥进入滴灌管网的顺序和时间,实现水肥一体化滴灌的自动... 详细信息

为实现建设有独立水池和独立液肥池的柑橘园的水肥滴灌的自动控制,研制了一个干电池供电的水肥一体化滴灌定时控制装置。该装置通过2个电磁阀的开关操作分别控制2个池中的清水和液肥进入滴灌管网的顺序和时间,实现水肥一体化滴灌的自动控制。充分利用了休眠机制和电源管理技术,其静态电流小于11.2A。经连续6个月的实际应用试验表明,装置运行稳定可靠,其电池电压仅从初始值9.35V下降为8.50V。该装置操作简单,既可以进行水肥一体化滴灌,又可以进行清水滴灌,还可以将多套装置进行组合实现轮灌以控制更大的灌溉面积,具有推广应用前景。

关键词：灌溉肥料阀自动控制滴灌水肥一体化橘园

基于EPANET的再生水滴灌系统余氯分布模型构建

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农业工程学报 2020年第10期36卷 99-106页

作者：王珍郝锋珍李久生栗岩峰中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100048 山西农业大学城乡建设学院太谷030801

加氯处理是保证滴灌系统安全的重要措施之一,但是氯与灌溉水及滴灌管壁发生反应而引起的衰减会对余氯分布均匀性造成不利影响。该研究采用EPANET软件构建了再生水滴灌系统水力性能及余氯运移、衰减和分布模型,基于试验数据对模型水力和... 详细信息

加氯处理是保证滴灌系统安全的重要措施之一,但是氯与灌溉水及滴灌管壁发生反应而引起的衰减会对余氯分布均匀性造成不利影响。该研究采用EPANET软件构建了再生水滴灌系统水力性能及余氯运移、衰减和分布模型,基于试验数据对模型水力和水质模拟参数进行率定和验证,并应用该模型分析了加氯模式(浓度-时长:1.3mg/L-185min、3 mg/L-80 min、6 mg/L-40 min和8 mg/L-30 min)和毛管长度(10~150 m)对系统余氯分布特征的影响。结果表明,EPANET软件可以较好地模拟滴灌系统水力性能及余氯分布特征,沿毛管方向余氯浓度模拟值与实测值一致性指数达到0.75以上。当毛管长度由10 m增加至150 m时,灌水单元平均余氯浓度与毛管末端余氯浓度随毛管长度增加呈先升高而后降低趋势,高浓度加氯处理平均余氯浓度和毛管末端余氯浓度随毛管长度增加衰减速率相对较小。较短的加氯历时(<40 min)和过低的加氯浓度(如1.3 mg/L)均易造成余氯质量偏差率升高和均匀系数降低;建议使用加氯浓度3 mg/L且加氯时长80 min的加氯模式,该模式毛管极限铺设长度达到66 m,余氯质量均匀系数超过90%。

关键词：氯模拟水力性能水质滴灌 EPANET

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干旱区滴灌均匀系数对土壤水氮分布影响模拟

农业机械学报 2014年第3期45卷 107-117页

作者：关红杰李久生栗岩峰中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室

基于HYDRUS-2D软件建立了棉花膜下滴灌水氮运移模型，利用干旱区棉花膜下滴灌试验数据对模型进行了参数率定和验证。将灌水器流量沿毛管的变化离散为依次逐段减小，并假设土壤水分在各段之间不存在交换，利用验证后的数学模型研究了干... 详细信息

基于HYDRUS-2D软件建立了棉花膜下滴灌水氮运移模型，利用干旱区棉花膜下滴灌试验数据对模型进行了参数率定和验证。将灌水器流量沿毛管的变化离散为依次逐段减小，并假设土壤水分在各段之间不存在交换，利用验证后的数学模型研究了干旱区不同滴灌均匀系数时土壤水氮分布特征，评估了土壤空间变异对水氮分布均匀性的影响。模拟结果表明，随着灌水的进行，滴灌均匀系数Cw，为0．60和0．80时，土壤含水率和NO3--N质量浓度均匀系数均呈下降趋势，而Cw=0．95时变化较平稳；滴灌均匀系数越低，灌水后土壤含水率和NO3--N质量浓度均匀系数降低的幅度越大；土壤NO3-N质量浓度均匀系数的变化范围为0．35～1．00，低于土壤含水率均匀系数。田间试验存在的土壤空间变异在一定程度上增加了土壤水氮分布不均匀性。

关键词：棉花滴灌均匀系数含水率数学模型

毛管埋深和层状质地对番茄滴灌水氮利用效率的影响

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农业工程学报 2009年第6期25卷 7-12页

作者：刘玉春李久生中国水利水电科学研究院北京100048 河北农业大学城乡建设学院保定071001

为了确定不同质地土壤中地下滴灌的适宜毛管埋深,通过两年日光温室滴灌施肥灌溉试验,研究了毛管埋深、土壤层状质地和施氮量对番茄产量、品质及水分利用效率(WUE)、氮肥表观利用率(AFUE)和氮肥偏生产力(PFP)的影响。研究结果表明,均质... 详细信息

为了确定不同质地土壤中地下滴灌的适宜毛管埋深,通过两年日光温室滴灌施肥灌溉试验,研究了毛管埋深、土壤层状质地和施氮量对番茄产量、品质及水分利用效率(WUE)、氮肥表观利用率(AFUE)和氮肥偏生产力(PFP)的影响。研究结果表明,均质壤土中,毛管埋深、施氮量及其交互作用对番茄产量和WUE影响不显著,地下滴灌番茄Vc含量比地表滴灌低;番茄AFUE随毛管埋深增加而降低,施氮量由150kg/hm2增加到225kg/hm2时,番茄PFP显著降低。对均质壤土,建议毛管埋深15cm、施氮量150kg/hm2,以获得较高的PFP。土壤的层状质地结构明显降低番茄的产量、WUE和PFP,与均质壤土处理相比,上砂下壤和砂土夹层处理WUE分别低32%和11%,产量和PFP分别低33%和12%,从提高水氮利用效率的角度出发,建议在上粗下细(上砂下壤)的层状土壤中慎重使用地下滴灌。

关键词：滴灌层状质地土壤水氮利用效率毛管埋深番茄

基于Fluent软件的滴灌双向流流道灌水器水力性能数值模拟

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农业工程学报 2014年第20期30卷 65-71页

作者：田济扬白丹于福亮王新端郭霖中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 西安理工大学水利水电学院西安710048

开展滴灌双向流流道数值模拟研究,对提高灌水器研发效率,降低研发成本,分析流道消能机理具有重要意义。通过Fluent软件计算的数值模拟结果和试验数据的对比,重点研究了网格划分和湍流模型选取对模拟精度的影响,以及流道的消能机理。结... 详细信息

开展滴灌双向流流道数值模拟研究,对提高灌水器研发效率,降低研发成本,分析流道消能机理具有重要意义。通过Fluent软件计算的数值模拟结果和试验数据的对比,重点研究了网格划分和湍流模型选取对模拟精度的影响,以及流道的消能机理。结果表明:当网格划分为0.2 mm,分别采用Realizable k-ε模型与标准k-ω模型模拟时,模拟值与实测值的相关系数均高于0.998,数值模拟精度和计算效率较高;且流道的进口压力越大,反向水流与正向水流的比值越大,流态指数越小,水力性能越好,特别是在灌水器压力低于0.10 MPa区间,流态指数低于迷宫式流道;从流道的速度矢量图可以明显的看出正向水流与反向水流的分布与混掺过程;分析流道压力分布图,发现流道内压力在正、反向水流混掺后大幅度下降,进一步验证了双向流流道的消能机理与消能效果。

关键词：滴灌数值方法湍流灌水器双向流流道水力性能

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咸水滴灌对沙漠公路防护林土壤环境的影响

农业工程学报 2008年第10期24卷 34-39页

作者：张建国徐新文雷加强靳正忠李生宇谷峰邱永志许波刘尚杜文意闫增辉王永昌中国科学院新疆生态与地理研究所乌鲁木齐830011 中国科学院研究生院北京100039 中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司库尔勒841000 中国石油天然气股份有限公司吐哈油田分公司库尔勒839009

为了研究高矿化度水滴灌对极端干旱区防护林土壤环境的影响,为塔里木沙漠公路防护林生态工程的可持续利用和维护管理提供理论依据。该文以塔克拉玛干沙漠腹地4.0～4.8 g/L的高矿化度地下水滴灌下的防护林为例,分析了咸水滴灌前后0～30 c... 详细信息

为了研究高矿化度水滴灌对极端干旱区防护林土壤环境的影响,为塔里木沙漠公路防护林生态工程的可持续利用和维护管理提供理论依据。该文以塔克拉玛干沙漠腹地4.0～4.8 g/L的高矿化度地下水滴灌下的防护林为例,分析了咸水滴灌前后0～30 cm各层风沙土全N、全P、有机质、全盐、离子组成和微生物的变化。结果表明:高矿化度咸水滴灌下塔里木沙漠公路防护林的土壤环境逐渐得到改善。防护林0～5 cm、5～15 cm和1～30 cm 3个层次的含水量、全N、全P、全K、全盐含量、离子组成和微生物数量与流沙地存在很大差异,且与灌溉年限有直接关系;其中0～5 cm层次变化最为明显,5～15 cm次之,15～30 cm变化最小。

关键词：高矿化度咸水滴灌沙漠腹地防护林土壤环境

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长期膜下滴灌棉田土壤盐分变化特征

农业工程学报 2016年第10期32卷 67-74页

作者：李文昊王振华郑旭荣张金珠石河子大学水利建筑工程学院石河子832000 石河子大学现代节水灌溉兵团重点实验室石河子832000

为阐明膜下滴灌技术对土壤化学性质的影响,选择典型绿洲区（新疆石河子市下野地灌区）进行膜下滴灌1-6 a的棉田,于2009—2013年对其土壤盐分离子变化进行定点监测分析。结果表明,绿洲盐碱区棉田土壤中盐分、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、SO2-4以... 详细信息

为阐明膜下滴灌技术对土壤化学性质的影响,选择典型绿洲区（新疆石河子市下野地灌区）进行膜下滴灌1-6 a的棉田,于2009—2013年对其土壤盐分离子变化进行定点监测分析。结果表明,绿洲盐碱区棉田土壤中盐分、Na＋、Ca2＋、Mg2＋、SO2-4以及Cl-随滴灌应用年限延长呈负指数幂函数曲线降低,在膜下滴灌技术使用初期,棉田盐分、离子下降较快,随后降幅减小;滴灌第1年土壤为盐土,滴灌第5年转为轻度盐化土;滴灌第6年后棉花成活率为76.39%,产量为4 515.48 kg/hm2。同时随着滴灌年限延长钠吸附比和Cl-/SO2-4当量比降低,土壤中阴阳离子组成亦在逐年发生变化,长期应用膜下滴灌技术后盐碱土类型将可能由氯化物-硫酸盐盐土转化为硫酸盐盐土。结果表明,绿洲盐碱灌区现行灌溉制度下膜下滴灌棉田土壤盐分向着有利于棉花生长的方向发展。研究可为规模化推广膜下滴灌技术提供一定的理论支持。

关键词：土壤灌溉盐分种植年限滴灌盐碱地