移动地下滴灌系统研究及配套产品开发
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摘要
在农业水资源日益紧张的条件下,滴灌作为一种最为节水和高效用水的先进灌溉技术而被广泛应用于农业生产中。但由于滴灌系统的布置多为固定式,在应用过程中所需的过滤器、施肥器、管网和灌水器等配套设备的规模大、用量多,从而易引起整个系统的总投资较大,并影响到农民的实际接受能力和投资积极性。
本文在查阅大量相关文献资料的基础上,以提高设备的组装速度和重复利用率、增强移动性、降低系统投资为目标,对滴灌系统的首部、管网和灌水器开展研究,改进和优化地下滴灌系统成套设备与产品的结构形式、装配模式,并新增了移动功能,从而提出了具有方便操作、快速移动等优点的移动式地下滴灌系统的设计思路与设备装配方法,根据移动地下滴灌系统的应用和操作方式,通过管网的水力计算,建立了三种规格移动地下滴灌系统的定型化设计模型和标准化配套的灌溉装置。
研发的快速连接件和插入式地下滴水器产品,明显地完善了管件、灌水器产品在地下滴灌系统中的应用效果和整体性能。试验得出插入式地下滴水器所需的起始工作压力低(20KPa以上)、额定流量小(1L／h和2L／h),整体水力性能稳定、抗堵塞性强,比较适合用于地下滴灌系统,并能降低滴灌系统设备的配套规模；快速连接件的过流量大、水头损失小,且具有快速插拔和自动通闭的功能,方便管路间的拆装与移动,较适合于移动滴灌，二者的有机结合,形成了汇集移动滴灌和地下滴灌技术优点于一体的移动地下滴灌系统,具有设备利用率高、平均投资低的优点。另外,结合具体作物制定了该系统在典型安装模式时的合理移动步骤和操作规程。
以上研究成果特别适用于地形复杂、严重干旱的山丘区和集雨灌溉区充分利用微小水源对宽行栽培作物的抗旱灌溉,也适用于平原区设施栽培条件下的蔬菜及其它非密植经济作物的常规灌溉。
Drip irrigation as an advanced technology of highly effective using water and saving water is widely applied in agricultural production under the condition of tension of agriculture water resources day by day. But most of drip irrigation systems are installed fixedly and matched equipments such as filter, fertilizer, pipe network and emitter are in big scale and huge amounts during application, thus all of these factors cause high investment of entire drip irrigation system and affect the reality acceptance ability and investment enthusiasm of users.
Based on abundant literature study in domestic and abroad, we analyzes the header of drip irrigation system, pipe network, pipe fitting and emitters and the aim is to enhance the assembly speed, the reutilization rate and the mobility thus to reduce the high investment in drip irrigation system. Relational studies mainly includes:improving the form and the installation pattern of whole matching set, adding its function of removing. Thus we put forward an idea of design and a method of equipment which installed for the movable subsurface drip irrigation system. According to the pattern of application and operation, three types of drip irrigation system model of finalized and matched equipment of standard is established by calculation of hydraulic characteristics for pipe network.
The study has perfected the application effect and whole characteristics of emitters by the development of inserted subsurface drip emitter and the pipe fittings from quick connection. Testing result shows:the emitter has more stable hydraulic characteristics and good performance of anti-jamming, which rated flow is small (1L/h,2L/h) and pressure needed is low at begin, and all of these factors are suitable for using in subsurface drip irrigation and can reduce system scale. The pipe fitting in quick connection has the feature of large discharge, small head loss, the function of inserting or pulling quickly and opening or closing automatically, then making the pipes to be removed and installed conveniently. So it is suitable for using in movable drip irrigation. Both of these products are combined organically and form a movable subsurface drip irrigation system which collecting the technology of movable drip irrigation and the subsurface drip irrigation into one unit. The system has excellent feature of high efficiency in reutilization and low investment. At the same time, reasonable mobile operation regulations for the movable drip irrigation system is formulated aiming at typical crops.
The results are not only suitable especially for complicated topography or in hilly regions and serious drought rain-collecting irrigation zone which there are small water source can be used for width line of cultivation crops, but also for conventional irrigation such as vegetables and other non-close planting economic crops.
本文在查阅大量相关文献资料的基础上,以提高设备的组装速度和重复利用率、增强移动性、降低系统投资为目标,对滴灌系统的首部、管网和灌水器开展研究,改进和优化地下滴灌系统成套设备与产品的结构形式、装配模式,并新增了移动功能,从而提出了具有方便操作、快速移动等优点的移动式地下滴灌系统的设计思路与设备装配方法,根据移动地下滴灌系统的应用和操作方式,通过管网的水力计算,建立了三种规格移动地下滴灌系统的定型化设计模型和标准化配套的灌溉装置。
研发的快速连接件和插入式地下滴水器产品,明显地完善了管件、灌水器产品在地下滴灌系统中的应用效果和整体性能。试验得出插入式地下滴水器所需的起始工作压力低(20KPa以上)、额定流量小(1L／h和2L／h),整体水力性能稳定、抗堵塞性强,比较适合用于地下滴灌系统,并能降低滴灌系统设备的配套规模；快速连接件的过流量大、水头损失小,且具有快速插拔和自动通闭的功能,方便管路间的拆装与移动,较适合于移动滴灌，二者的有机结合,形成了汇集移动滴灌和地下滴灌技术优点于一体的移动地下滴灌系统,具有设备利用率高、平均投资低的优点。另外,结合具体作物制定了该系统在典型安装模式时的合理移动步骤和操作规程。
以上研究成果特别适用于地形复杂、严重干旱的山丘区和集雨灌溉区充分利用微小水源对宽行栽培作物的抗旱灌溉,也适用于平原区设施栽培条件下的蔬菜及其它非密植经济作物的常规灌溉。
Drip irrigation as an advanced technology of highly effective using water and saving water is widely applied in agricultural production under the condition of tension of agriculture water resources day by day. But most of drip irrigation systems are installed fixedly and matched equipments such as filter, fertilizer, pipe network and emitter are in big scale and huge amounts during application, thus all of these factors cause high investment of entire drip irrigation system and affect the reality acceptance ability and investment enthusiasm of users.
Based on abundant literature study in domestic and abroad, we analyzes the header of drip irrigation system, pipe network, pipe fitting and emitters and the aim is to enhance the assembly speed, the reutilization rate and the mobility thus to reduce the high investment in drip irrigation system. Relational studies mainly includes:improving the form and the installation pattern of whole matching set, adding its function of removing. Thus we put forward an idea of design and a method of equipment which installed for the movable subsurface drip irrigation system. According to the pattern of application and operation, three types of drip irrigation system model of finalized and matched equipment of standard is established by calculation of hydraulic characteristics for pipe network.
The study has perfected the application effect and whole characteristics of emitters by the development of inserted subsurface drip emitter and the pipe fittings from quick connection. Testing result shows:the emitter has more stable hydraulic characteristics and good performance of anti-jamming, which rated flow is small (1L/h,2L/h) and pressure needed is low at begin, and all of these factors are suitable for using in subsurface drip irrigation and can reduce system scale. The pipe fitting in quick connection has the feature of large discharge, small head loss, the function of inserting or pulling quickly and opening or closing automatically, then making the pipes to be removed and installed conveniently. So it is suitable for using in movable drip irrigation. Both of these products are combined organically and form a movable subsurface drip irrigation system which collecting the technology of movable drip irrigation and the subsurface drip irrigation into one unit. The system has excellent feature of high efficiency in reutilization and low investment. At the same time, reasonable mobile operation regulations for the movable drip irrigation system is formulated aiming at typical crops.
The results are not only suitable especially for complicated topography or in hilly regions and serious drought rain-collecting irrigation zone which there are small water source can be used for width line of cultivation crops, but also for conventional irrigation such as vegetables and other non-close planting economic crops.
引文
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