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[硕士论文] 杨夏威
农业工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:随着中国经济的高速发展,人们对水资源的需求日益增加,水资源供需矛盾日益加剧,大力推进灌溉管网规模化以减少农业用水过程中不必要的损失成为农业现代化发展的必然趋势。但由于规模化灌溉管网灌溉距离长,管线起伏变化大等特点,气体易积存于管道内,常因排气不畅而产生严重的爆管现象。进排气阀是灌溉工程中最为常见的安全调控设备。但其在气液相间工况下,受阀内气托力的影响很难做到连续排气,因此研制出一种能够实现在任何工况下自动连续排气,且安全、可靠、适用范围广、排气性能强的进排气设备,并研明其排气性能和排气过程中阀门内部气体流动情况,为规模化灌溉管网的安全运行提供理论支撑和技术支持。
  基于以上认识,本研究的主要内容及结果如下:
  (1)概述了常见进排气阀的种类、工作原理和结构特征,总结了各类进排气阀的优缺点,为实际工程中进排气阀的选择提供了依据;
  (2)在充分调研的基础上,指出了现有进排气阀在气液相间工况下,无法连续排气的问题,利用配压原理,设计出了两种新型管道灌溉进排气设备,即单腔一体式新型进排气阀和双腔外联式新型进排气阀,并通过制作原理样机的形式对新型进排气阀的导阀样机进行了原理试验,验证了设计原理中配压机构驱动进排气阀实现气液相间工况连续排气的可能性;
  (3)以DN50尺寸双腔外联式新型进排气阀为例,利用三维造型GAMBIT软件和流体计算ANSYS CFX软件,对阀瓣开度为0.2cm、0.4cm、0.8cm、1.2cm时不同排气量条件下新型进排气阀主阀腔体内部流场进行了数值模拟,并根据模拟计算结果绘制了各阀瓣开度状况下排气量-压差关系曲线;通过提取内部区域重要剪切面的相关压强分布云图、速度分布云图、气流流线图等信息,直接展现了阀体内部气流的走向,描述了压强与气流流速的分布情况;并通过不同工况下主阀腔体内部重要剪切面的对比分析,探明了阀瓣开度和进出口压差对主阀腔内内部气流流态以及阀门排气量的影响;
  (4)通过建立进排气阀排气性能试验平台对阀瓣开度为0.4cm、0.8cm、1.2cm时不同进出口压差条件工况下的进排气阀排气量进行了物理试验研究,拟合同一开度不同压差工况的试验结果,建立了各阀瓣开度状况下排气量-压差关系函数;并利用该拟合函数计算数值模拟假定的各压差条件下的排气量数值,将取得的实际排气量数值与数值模拟计算结果进行对比分析,误差在0.08~6.43%之间,验证了进排气阀数模分析方法的可行性和仿真模型的准确性。
  (5)试验结果显示:当压差为0.035MPa时,DN50双腔外联式进排气阀排气量为852.95m3/h,高于规范规定的该工况下进排气阀应达到排气量(670m3/h)27.31%;当压差为0.07MPa时,该进排气阀排气量为1314.45m3/h,高于规范规定的该工况下进排气阀应达到排气量(1080m3/h)21.71%。证明了新型进排气阀排气性能满足设计要求。
[硕士论文] 周璐
农业工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:运用现代先进量水技术合理确定灌溉水价水费政策,提高灌区管理水平和用水效率,已成为当前及今后提高灌区管理水平的一项重要和紧迫的任务。根据江苏大型平原自流灌区特点,选择和研制价格低、精度高、水头损失小、计量读数方便的量水设备,推进农业水价综合改革,为优化灌区水资源配置、灌区节约用水提供技术支撑。
  本文以江苏大型平原自流灌区洪金灌区为例,主要开展了以下工作:
  (1)针对江苏沿运大型平原自流灌区洪金灌区的特点及灌区分级量水的要求,在建筑物量水、堰槽量水和专用量水计(设备)分析对比的基础上,分别对洪金灌区干渠首、县域分界闸、支渠或直挂斗渠首和典型区农渠量水,提出洪金灌区分级量水方案。
  洪金灌区干渠首与县域分界闸量水主要功能是管理部门内部上下级水权分配、灌溉水量配置,为此,建议采用建筑物量水、数据可传输。支渠首或直挂斗渠首量水主要功能是水量配置,对规则的衬砌渠道建议采用水位~流量关系的标准断面量水、现场可读或数据传输;对不规则的衬砌渠道或土渠,采用水头损失小的长喉道量水槽量水。典型末级渠道或农户用水的量水功能主要是水费收缴,需要现场可读,根据末级渠道断面小、规格少的特点,开发了不需现场率定的定型渠段量水方法。该大型平原自流灌区分级量水方案,可供我省大型平原灌区参考;
  (2)针对大型平原自流灌区斗农渠水力学特点,在标准断面渠槽量水的基础上,开发了不需现场率定、工厂化生产的定型断面量水槽系列产品,该量水方法水头损失小、造价低、精度高。开发的量水槽包括T形量水槽、U形量水槽,断面分40cm、60cm、80cm三个规格,比降分1/500、1/1000二档,计12种产品。该12种产品可装水表现场计量、读数,也可各自配备太阳能电池或锂电池、动力电源,将量水信息传输至管理所或农民用水者协会。
  (3)根据洪金灌区农业用水定额和指标,确定灌区初始水权,通过对供水成本分析和各级渠道过水量计算,完成农业水价的分级测算,为农业水费分级计价和水费征收提供依据。
[硕士论文] 王梦成
流体机械及工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:中国幅员辽阔,大部分地区降雨存在时间和空间的不均衡性。为了解决旱灾(或缺水)的提灌和自引,洪涝水的提排和自排,在沿江和太湖流域兴建了多座灌排结合的双向流道大型泵站。灌排结合双向流道泵站突出特点是其功能的多样性和综合性,即具有提排、提灌和自排、自引等诸多功能。然而在工程实际中,大部分双向流道泵站仅利用了其提排、提灌功能,而自排、自引功能尚未得到有效利用。为了充分发挥中国灌排结合双向流道泵站的自排、自引综合利用效益,有必要对制约泵站自排、自引功能利用的许多关键技术问题开展研究。,
  本文结合大型灌排结合双向流道泵站——谏壁泵站,围绕谏壁泵站双向流道在自引自排工况下的过流特性、泵站整个枢纽自引自排的可行性及泵站机组的启动过渡过程等问题,应用了数值模拟和实验相结合的方法对其进行探讨,研究的主要内容和结论如下:
  1.自引、自排工况下,不同闸门开度下双向流道的过流特性研究。对进、出水流道正反向过流分别取25中闸门开度组合,共计75种闸门开度组合进行计算研究,得出了双向流道在不同过流方式下,不同闸门开度组合下的过流特性。
  2.相同的过流条件下,最佳闸门控制方案研究。针对设定的水位和需求特定流量,对双向流道的过流特性进行分析,找出其中符合该条件的闸门开度组合,对比分析各闸门开度组合过流时流道内部的流态,综合考虑其影响,确定最佳的闸门控制方案。对进、出水流道正反向过流而言,通过分析得出在某一水位下对应于需求特定流量时,保持进水侧闸门全开,调节出水侧闸门开度是最佳的闸门控制方案。
  3.自引、自排工况下,水泵内部流体的流动特性及机组的安全性研究。数模分析了水泵机组处于停机状态,双向流道在校核水位下过流时,流体对泵机组转子的轴向作用力以及绕轴力矩。研究表明,在自引自排工况下水体对转子的作用力及绕轴力矩均很小,不足以使泵机组产生冲动或抬机。
  4.自引、自排工况下,泵站引(排)河道的湍流特性、冲刷及河岸安全性研究。对泵站枢纽整体进行自引自排过流研究,数模得到了泵站引、排河道在不同的过流方式,不同的流量下的河道水流流速分布。结合谏壁泵站的常年运行水位,经过论证分析得出了谏壁泵站在自引、自排工况下运行而不会对河道造成显著影响。
  5.双向流道泵站机组起动过渡过程研究。采用动网格技术,并基于水泵装置整体三维湍流数值模拟,得出双向流道泵站启动过程中流量、效率、扬程等参数随时间的变化规律以及流道内部流态随时间的变化。通过分析可知,当双向流道上下游水位差较大时,在闸门的启闭过程中,出水流道出水侧水流会出现倒流。该倒流量随着时间的增大先增大,后减小直至为零,最后再正向出流,最大倒流量出现在闸门相对开度为0.35处,倒流流量为零一般出现在闸门相对开度为0.65,不同闸门启闭速度下的变化规律相似。
[硕士论文] 于贤磊
农业工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:中国水资源严重短缺,并且农业用水的比例较高,但农业灌溉水利用率比较低,发展节水灌溉技术对农业可持续发展的意义重大。在众多节水灌溉技术中,低压管道灌溉具有节水、节地等优点,因此,灌溉管网技术逐渐成为中国农业节水灌溉的关键措施。如何有效地对压力进行调控是保障管网系统安全可靠运行的关键,减压阀是管道输水系统中必不可少的调压设备,如果缺乏适用、可靠的减压阀,会导致管道爆裂、漏水、系统瘫痪等现象。因此,减压阀的研究对保障灌溉管网安全运行,提高农业灌溉水利用效率、推进高效节水灌溉农业发展具有特别重要的意义。
  为了探求大型灌溉管网中适用性更强的减压阀型式,提出了一种新型减压阀结构设计方案,通过数模与试验相结合的方法对减压阀特性进行了研究。主要研究内容与成果如下:
  (1)对YX741型减压阀导阀结构进行改进设计,分别阐述两种设计方案的结构组成和工作原理,通过分析比选,选择设计方案二为数值模拟和试验的研究对象。
  (2)运用Gambit和CFX软件分别对减压阀主阀过流通道和整体结构进行数值模拟,探明阀瓣开度分别为0.8cm、1.0cm、1.2cm、1.6cm和2.4cm时,不同进口流量条件下的进出口压力差变化规律,数模结果表明:当阀瓣开度一定时,不同开度的进出口压差随进口流量的增大的趋势相近;当进口流量一定时,进出口压差随阀瓣开度的增加而减小的趋势逐渐缓慢,当阀瓣开度为1.6cm和2.4cm时,两条曲线接近重合;阀内压强随进口流速的增大明显增大,压强最大值为进口弯管底部和阀瓣下表面,阀瓣与出口连接处流速最大,水流从进口到出口流态比较稳定,水流比较平顺,在阀瓣上部流线稍有混乱,导阀内流速较小。
  (3)探明阀瓣不同开度时,主阀阀瓣所受驱动力随不同进口流量的变化规律,结果表明:当阀瓣开度一定时,阀瓣所受驱动力随进口流量的增大而增大,但与进出口压差的变化趋势不同,随着开度的增大,驱动力增大的趋势逐渐趋于平缓,这说明阀瓣开度越小,流量变化对阀瓣所受驱动力的影响越明显。
  (4)通过减压阀特性试验,探明主阀瓣开度在1.0cm、1.6cm和2.4cm时,进出口压差随不同进口流量的变化规律,将试验与数模结果进行对比分析,结果表明:试验数据整体上比数模结果偏大,偏差在2.8%~7.9%之间。初步验证了数模结果的正确性和方法的可行性,并为今后同类产品的开发提供了参考依据。
[硕士论文] 张玲一
农业工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:泵站在中国应用广泛,进行泵站现场实测是实现泵站科学管理的重要课题,而关于流量的测量一直是一个重点与难点,尤其是中小型泵站中常见的轴流泵。轴流泵与离心泵、混流泵不同,中小轴流泵仅有进水喇叭管(大型轴流泵一般采用现场浇制的进水流道),出水管也较短,因此研究中小型轴流泵的测流方法有很大意义。本文主要研究成果如下:
  1、总结了水泵流量现场测试的常用方法的技术特点,基于层次分析法对测流方法进行优选,以测流精度、投资造价、安装直管段要求、测流范围、压力损失、是否需要标定、测流对象为准则层,以常用的九种测流方法为方案层,优选顺序为喇叭管差压测流、超声波流量计、食盐浓度法、涡轮流量计、电磁流量计、绕流管法、流速仪法、五孔探针法、差压式流量计,优选结果对灌区小型轴流泵测流方法的选择具有一定的指导价值。
  2、利用室外150ZB-4轴流泵测流试验装置和室内100ZB-3A轴流泵试验装置,进行了喇叭管差压测流的试验。主要讨论变扬程对流量系数的影响、同一测压断面的流量系数取平均计算水泵流量的误差分析以及进水池水位变化对水泵流量的影响。试验结果显示:①对于同一测压管断面,通过喇叭管进水口处与水面差压测得的流量与渠道实际流量之比存在一固定系数;②通过误差分析测压断面位置宜在1/2H~2/3H范围;③在保证轴流泵喇叭管淹没的情况下进水池水位变化对流量影响较小。该试验论证为之后轴流泵喇叭管测流装置的开发提供了依据。
  3、在试验的基础上,将轴流泵喇叭管差压测流系统进行了现场试用,并介绍了用流速仪进行现场率定的方法。该系统主要包括压力传感器和数据采集系统,在高邮灌区两座轴流泵站现场试用表明,该测流装置运行稳定,可应用于小型轴流泵站测流。
[硕士论文] 林清
水利工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:农田水利工程是提高农业综合生产能力和保障粮食生产安全的重要设施,农田水利工程建设是建设社会主义新农村、促进城乡统筹发展的必然要求,是农业生产和经济社会发展的重要保障,因此,结合农田水利不同分区的特点,开展不同分区的农田水利工程治理模式和治理对策研究,具有重要的理论意义和实践价值。
  本文对高邮市地理位置、地形地貌、河流水系等要素进行分析的基础上,对农田水利进行分区:即分为沿运平原区、低洼圩区、湖西丘陵山区,并根据不同分区的特点,提出适合高邮市地形、地势特点的农田水利工程治理模式和治理重点:
  (1)根据沿运平原区灌溉受大运河水位影响较大的特点,调查当地特色的灌溉工作制度,并进行归纳总结,形成“集水期灌”的理论。
  (2)根据高邮低洼圩区的特点,进行了低压管道灌溉工程典型设计;在充分调查实施低压管道灌溉后用水户对用水产生电费的接受程度基础上,确定与明渠灌溉相比,管道灌溉用水电费不超过明渠灌溉用水电费2.0倍的条件下,项目区不同面积、不同常水位与田面高差、不同泡田期的稻麦轮作田块管道灌溉设计成果。
  (3)根据湖西丘陵山区的特点,进行了丘陵山区田间滴灌工程典型设计,并对典型山丘区小流域提出了水土保持措施。
[硕士论文] 林嵩森
水利工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:随着农业的发展,大量化肥和农药被投入农业生产当中,在提高了作物产量的同时,农药化肥大量使用产生的非点源污染物随着径流和排水流入干净的水域,进而导致生态环境的恶化,在水环境污染中,农业非点源引起的水污染占了很大的比重。沟塘湿地可通过底泥截留吸附、植物吸收和微生物降解净化农田排水汇集的非点源污染物。目前,已有大量有关湿地去除氮、磷营养物的机理及去除能力研究,充分肯定了沟塘湿地在减轻地表水富营养化方面所发挥的巨大作用,但是关于沟塘系统与农田间的水力关系对非点源污染物去除影响的研究却很少,本文以江都农田水利科学研究站外围试验田及沟塘为试验区,实地勘察明确研究区内农田与沟塘的水力联系,定点监测水文及水质指标(铵态氮、总磷和硝态氮),结合理论分析,探究研究区沟塘的分布特性以及农田与沟塘水力关系对污染物去除的影响。得到主要研究成果如下:
  (1)通过2016年水质指标监测,水稻处于生长期时,沟塘中的硝态氮变化不大,只在施肥时会剧增,而后伴随着时间迁移而回归稳定;铵态氮的监测结果稍有不同,铵态氮也是在施肥时浓度呈剧增态势,但由于其不稳定的特性,会迅速分解,浓度快速降低,降至很低的浓度,麦作期间铵态氮一直处于较低浓度;总磷监测结果都较低,稻作期间最大为0.39mg/L,麦作期间最大为0.42mg/L。无论是硝态氮、铵态氮和总磷,试验田外围农沟中的污染物浓度平均值都是最大的,稻作期间硝态氮和总磷属于中等变异,而铵态氮呈强变异性,麦作期间,硝态氮的变异性更小,更加稳定,铵态氮则延续了稻作期间的强变异性;
  (2)考虑沟塘与农田的水力联系后,沟塘的水质净化效果只相当于理想条件下的70%~90%,当降解系数r很小(r=0.01d-1),此时实现率ε最大,ε最大为89.05%,而后随r增大,ε不断下降,当r取0.1d-1时,ε取得最小值,ε最小为71.45%,然后随着r在增大,ε又缓慢增大;
  (3)研究区农田与沟塘水力联系存在很大优化空间,研究区地势平坦,可以通过一些工程措施来改善其水力条件,以提高沟塘排污的能力。另外,在不增大沟塘面积情况下,可以通过水位调控,拉高排水农沟的水位,增加排水沟水深,以提高农沟的水质净化能力。
[硕士论文] 王明东
农业工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:江苏省淮安市洪金灌区属国家大型平原自流灌区,始建于1958年,位于洪泽湖以东,白马湖、宝应湖以西,草泽河以南,淮河入江水道以北,东径118°28′~119°22′,北纬32°02′~33°13′之间。灌区横跨洪泽、金湖两县(区),国土面积491.6km2,耕地面积42.0万亩,设计灌溉面积34.0万亩,有效灌溉面积31.4万亩。灌区经多年续建配套与节水改造,工程配套比较完善,水利基础条件较好,但灌区灌溉管理与服务基本上仍采用传统方式,灌溉配水科学管理能力有待进一步加强。
  本文基于水稻节水灌溉技术(浅湿灌溉)条件下,开展洪金灌区水稻田实时优化灌溉方法的研究。将水稻田分为有水层和无水层两种情况进行水层或者土壤水分逐日模拟和预报,以水量平衡原理为基础建立洪金灌区水稻田实时灌溉预报模型,并在灌溉预报过程中进行实时修正。文中以水稻生育期7月2日~7月7日(分蘖期),7月21日~7月29日(拔节、孕穗期)为例,根据短期气象预报,采用水量平衡原理,进行田面水层深或土壤含水量逐日变化过程的预测计算,预报每次灌水的灌溉日期及相应的灌水量。采用实时灌溉预报来指导灌溉,能够使作物得到“适时”、“适量”的灌溉,这将有利于洪金灌区农业水资源的可持续利用。
  本文针对灌区灌溉配水的制约因素,在灌溉水量限额计划供水条件下,构建基于灌溉预报的灌区配水方案模拟模型,按干渠分条轮灌、干渠分段轮灌和续灌三种渠道灌溉工作制度,进行灌区配水方案的模拟分析。以自流灌溉面积最大为目标,确定每次灌水洪金洞引水流量、闸门开启高度、干渠渠首水位及各支渠或直挂斗渠配水流量;通过建立灌区骨干渠道不同灌溉工作制度下的恒定非均匀灌溉模拟模型,推算干渠沿线水位、各支渠或直挂斗渠首闸门开启高度及闸下水位,进而推算其自流灌溉面积。在此基础上,通过方案比选,寻求最优的渠道灌溉工作制度及相应的配水方案,为洪金灌区的灌溉配水提供辅助决策支持,优化配置水资源。
[硕士论文] 黄巍巍
农业工程 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:我国水资源严重缺乏,目前农业用水效率较低,节水潜力巨大。在我国,农业灌溉的技术水平也得到了快速的发展提高,而滴灌技术作为目前比较受欢迎的一种农田灌溉技术,对其进行高效节水性能的优化是十分必要的。低压滴灌管和过滤器作为滴灌系统的重要组成部分,对其进行更深层次的水力性能研究对农田灌溉的实践应用活动提供一定的借鉴作用。
  本文通过对滴灌系统中低压滴灌管和过滤器国内外的研究现状及理论试验成果进行相应的分析,在此基础上对滴灌管水力性能、过滤器水力性能以及滴灌工程应用实例进行理论和实践探索,力求通过此次研究为滴灌实践应用活动提供一定的理论借鉴和实践帮助。对滴灌管的水力性能研究一方面分析铺设长度、进口压力、出流孔间距对滴灌管的出流特性的影响趋势以及流量系数和流态指数;另一方面分析研究铺设长度、进口压力、铺设坡度、滴孔间距对于灌水均匀度的影响趋势并在此基础上推算出灌水均匀度、流量偏差系数、流量偏差率的计算公式和互相之间的关系。而对于过滤器水力性能的研究则主要通过清水和含沙水流条件下叠片式过滤器和网式过滤器对于水质的过滤能力以及局部水头损失与过流量之间的变化趋势进行相应的研究,并在此基础上总结出局部水头和过流量之间的关系并且推算出局部水头的计算公式。
  本论文对低压滴灌管及过滤器水力性能的研究主要取得的研究成果有以下几点:
  (1)滴灌管的平均流量随着铺设长度增加,单孔的平均出流量减小,且工作压力相同的情况下铺设长度的变化对单孔平均流量的影响不是很大,而当压力水头的变的越来越大时,铺设长度对单孔平均流量的影响幅度也会变大;同时单孔平均流量随着滴孔间隔的增加也会增加,同时增速也会因为孔距的增加而逐渐上升。
  (2)进出口压力水头一定时铺设长度越短,滴灌管的灌水均匀度越好:铺设坡度相同时,毛管进口压力越大,灌水均匀度越好;铺设坡度增加灌水均匀度增加幅度呈现先增后减趋势。
  (3)试验验证了流量偏差系数和灌水均匀度系数之间的关系式,两者之间呈现出的趋势状态为反比例直线关系。
  (4)清水条件下局部水头损失随着过流量的增大而增大;含沙条件下,在过流量、原水颗粒质量分数数值较小时,水头损失随时间的增加而较少,但是过流量、原水颗粒质量分数数值较大后,水头损失随时间的增加变化的幅度呈现快速增长的趋势,同时过流量、原水颗粒质量分数数值变大会造成水头损失变动持续周期缩短。
  (5)对于叠片式过滤器和网式过滤器而言:处于清水条件下,如果水质和过流量条件一致时,在没有安装滤芯的情况下,网式过滤器的水头损失大于叠片式过滤器的水头损失,安装上滤芯之后,叠片式过滤器的水头损失大于网式过滤器的水头损失。
  (6)在泥沙处理能力方面,不同规格的滤网对泥沙分离的总效率不同,滤网一样的情况下,含沙水质和过流最的波动对泥沙分离总效率的影响并不是很大;高数目的滤网除沙总效率明显高于低数目滤网的过滤器除沙总效率。
[硕士论文] 文卉
中国古代史 哈尔滨师范大学 2018(学位年度)
摘要:宁夏平原作为黄河上游古老的灌溉区之一,自古享有塞上江南之美誉。纵观宁夏平原水利开发史,清代康雍乾时期宁夏引黄灌溉发展到历史最高水平。本文通过梳理康雍乾时期宁夏平原水利开发及修浚,归纳总结该时期农田水利开发特点,进而分析水利开发产生的社会影响。在开发过程中涌现出一批杰出的具有科学发展观的治水官员,其所提出的一些治渠之道被沿用至今,依旧在宁夏平原古灌区发挥着极其重要的作用。
  本文以康雍乾时期宁夏农田水利开发为研究对象,利用图表法分析法剖析该时期宁夏农田水利事业的管理制度,探求中央与地方水利官员在水利兴修中的作用。以地方史料为依据,计算出康雍乾时期宁夏古灌区灌溉面积增长是明朝时期的一倍之多。综合利用多种方式,从多方面分析康雍乾时期宁夏平原水利开发的发展现状,从而引发对当今水利开发的思考。
  康雍乾时期宁夏平原水利开发,不仅使宁夏平原的经济结构与人口结构发生变化,对于区域水利开发所衍生的独具特色的农业灌溉文化也具有重要意义。同时,宁夏引黄古灌区作为世界文化遗产,以其深厚的历史文化底蕴和丰富的水利文化遗产影响着今天的社会,对文化的传承保护具有重要意义,引发后人对传统文化的传承、保护、利用和思考。
[硕士论文] 赵佳奇
农业水土工程 宁夏大学 2018(学位年度)
摘要:本文针对引黄灌区含沙水微灌堵塞问题,立足宁夏大学含沙水过滤实验基地,采用对比实验方法,设计了“PVC打孔滤水管+无纺布+石英砂+土壤、无砂混凝土管+无纺布+石英砂+无纺布”两种含沙水非全流过滤装置,并进行了过滤效果实验研究,为黄河流域含沙水微灌推广提供理论依据,对现代化生态灌区建设具有重要意义。研究结果如下:
  (1)设计研发的“PVC打孔滤水管+无纺布+石英砂+土壤”含沙水非全流过滤装置,在定水头5cm情况下,对2kg/m3的含沙水进行非全流过滤实验,结果表明:三套装置处理分别滤水时,单位时间、单位长度管道滤出水流量由高到低依次为:处理2(6.99L/h/m)>处理1(6.07L/h/m)>处理3(2.48L/h/m);三套装置处理平均滤出水含沙量最大值为0.43kg/m3,对应最大泥沙颗粒粒径为0.12~0.14mm(所占比例0.05%),滤出水含沙量随时间延长呈现逐渐减小趋势,7天之后,滤出水含沙量已经太小,无法经仪器测出,滤出水可用于滴灌。滤出水中大于0.1mm的泥沙粒径约占0.4%,除沙率达到95.5%以上;滤出水流量随时间延长呈现减小趋势,装置运行113天,滤出水流量降到初始滤出水流量的50%,此后滤出水流量基本稳定。
  (2)设计研发的“无砂混凝土管+无纺布+石英砂+无纺布”含沙水非全流过滤装置,对含沙量为0.5kg/m3的湖泊水进行非全流过滤实验,结果表明:变水头情况下,装置滤出水流量随水头增大呈现增大趋势,实验环境中水头最高52cm,对应滤出水流量5.3m3/h,且能保证水泵连续抽水11h不断流,实验中滤出水含沙量最大值为0.24kg/m3,对应滤出水中最大泥沙颗粒粒径为0.26~0.28mm(所占滤出水中泥沙总含量比例0.07%),滤出水中>0.1mm粒径泥沙约占6.16%。经装置过滤后的水质可用于微喷灌、喷灌;滤后水再经160目(96μm)滤网过滤器可用于滴灌;水头在40-53cm之间,装置滤出水流量能保证在2.85~3.45m3/h以上,连续出水9.2h不断流。
[博士论文] 李艳丽
水土保持与荒漠化防治 中国林业科学研究院 2018(学位年度)
摘要:我国水资源分布不均衡,西北地区水土资源矛盾尤为突出。随着人口增加、经济增长、人民生活水平的不断提高以及城市化进程的加速,西北干旱区农业水资源和农业用水管理面临着巨大的挑战。研究区位于乌兰布和沙漠东缘的磴口县,该区域地处河套灌区上游,生态环境脆弱,不合理的水资源利用将造成土地荒漠化、地下水漏斗、次生盐渍化等一系列的环境问题。如何提高农业用水利用率和减少农业用水损失是促进该地区可持续发展的关键。
  灌溉农田的深层渗漏损失是影响农业用水效率的主要原因之一。因此,系统分析不同土壤类型农田土壤水分及深层渗漏规律对丰富干旱区农田生态-水文过程研究,指导农业生产,以及区域水资源合理利用具有非常重要的现实意义。本文以乌兰布和沙漠东缘磴口县普通玉米农田为研究对象,分别将50cm以下土层客土换成乌兰布和沙区自然存在的三种土壤类型(砂土、壤土、黏土),表层耕作土回填。利用EC-5型土壤水分传感器、105型土壤温度传感器、YWB-01型土壤深层水量渗漏记录仪实现实时、连续、动态监测监测砂土农田、壤土农田、粘土农田2017年1月1日~12月31日0~150cm土层土壤体积含水量、0~5cm土层土壤温度以及150cm层深层渗漏量。综合分析不同土壤类型农田深层渗漏规律;通过实际监测值,准确计算农田水量平衡中各分量值;从最大限度提高水分利用率的角度探讨了不同土壤类型农田的优化灌溉水量估算。本研究得出如下结果与结论:
  (1)本研究针对研究区当地农田灌溉传统灌溉方式对土壤水分的影响进行研究。在传统灌溉方式下,2017年4月~9月玉米生长季5次灌溉共734.39mm,对不同类型农田0~150cm层土壤含水量均产生了极显著影响(P<0.01),不同土壤类型农田各层受灌溉影响产生的变异程度不同:砂土农田土壤体积含水量变异程度50cm土层(59.67%)>5cm土层(37.63%)>100cm土层(33.56%)>150cm土层(12.86%);壤土农田土壤体积含水量变异程度50cm土层(34.79%)>5cm土层(26.91%)>100cm土层(14.45%)>150cm土层(12.64%);粘土农田土壤体积含水量变异程度5cm土层(25.33%)>50cm土层(24.82%)>100cm土层(11.21%)>150cm土层(9.67%)。不同土壤类型农田0~150cm层平均体积含水量变异程度大小为砂土(30.84%)>壤土(19.87%)>粘土(16.65%)。
  (2)试验期间不同土壤类型农田均产生深层渗漏,且不同土壤类型深层渗漏特征具有明显的差异。砂土农田全年共产生深层渗漏水452mm,主要集中于4月~8月,4月~8月共观测到渗漏天数26天449.6mm渗漏量,占全年总量的99.47%。各生育期渗漏量为:播种~拔节期共有深层渗漏水135.8mm,拔节~由穗期共有深层渗漏水208.2mm,抽穗~灌浆期共有深层渗漏水38.6mm,灌浆~收获期共有深层渗漏水67.0mm。壤土农田深层渗漏特征总体表现为日渗漏量少,渗漏速度慢,总渗漏时间长。全年共产生深层渗漏水177.4mm,渗漏集中出现于4月~9月,这6个月观测到渗漏天数166天共169mm渗漏量,占全年总量的95.26%,因为壤土农田深层渗漏的叠加效应与延时效应,因此无法准确估算各生育期深层渗漏量;粘土农田全年共产生深层渗漏水5.4mm,且渗漏分布均匀,渗漏量稳定为0.2mm每天,并未因灌溉或降水补给影响渗漏渗漏速率,这与砂土农田和壤土农田具有很大的差异。
  (3)本研究通过实际监测,可估算农田水量平衡中各分量值。砂土农田利用各生育期内灌溉量(I)、各生育期期内深层渗漏量(DSR砂)、各生育期内降水量(P),各生育期平均蓄水量差值(ΔW砂)可估算出各生育期蒸散量(ET砂)。砂土农田各生育期中蒸散量大小顺序为:灌浆~收获期(126.32mm)、播种—拔节期(118.21mm)、拔节~抽穗期(85.25mm)、抽穗~灌浆期(53.37mm)。但因各生育期持续天数不同,因此需将各生育期总蒸散量除以天数得到每天平均蒸散量,生长季砂土农田日平均蒸散量为2.16mm·d-1,各生育期日蒸散量大小顺序为:抽穗~灌浆期(2.54mm·d-1)、拔节~抽穗期(2.51mm·d-1)、灌浆~收获期(2.34mm·d-1)、播种~拔节期(1.64mm·d-1)。
  壤土农田日渗漏量小且渗漏持续时间长,造成其深层渗漏量具有延时和叠加效应,无法准确计算各生育期深层渗漏量,因此壤土农田利用全生育期总灌溉量(I),全生育期渗漏量总和(DSR壤),全生育期蓄水量差值(ΔW壤)可估算出壤土农田全生育期蒸散量(ET壤)。壤土全生育期总蒸散量为294.18mm,平均日蒸散量为1.61mm·d-1。粘土农田深层渗漏的一些机理尚不明确,无法通过该研究估算粘土农田水量平衡。
  (4)优化灌水量需要在保证作物产量的前提下,最大限度提高灌溉水的利用率,即优化灌水量为避免深层渗漏损失与农田土壤当年净蓄水量。在保证作物产量的前提下优化灌水量可等于蒸散量。
[硕士论文] 张策
农业水土工程 河北工程大学 2018(学位年度)
摘要:盐碱土上已有覆膜灌溉研究表明该灌溉方法既具有覆膜的保墒、增温、阻止杂草生长的优点,又有高效用水、减少农田土壤水分蒸发、阻碍土壤表层积盐的效果。本论文采取室内模拟试验与大田作物种植相结合的思想,主要探究了室内三种不同入渗方式下盐碱土膜孔沟灌水分入渗特性、不同土壤因素和主要技术要素对盐碱土膜孔沟灌土壤水盐运移的影响以及大田膜孔沟灌不同技术要素对土壤水盐运移分布和对玉米产量的影响,研究结果如下:
  (1)研究不同入渗方式盐碱土膜孔沟灌入渗特性,入渗方式分为自由入渗、单向交汇入渗、多向交汇入渗,得出以下结论:入渗时间相同,膜孔沟灌交汇入渗累积入渗量小于自由入渗累积入渗量,即多向交汇入渗<单向交汇入渗<自由入渗;自由入渗过程土壤累积入渗量、湿润锋运移距离与时间之间均表现为较好地幂函数关系;单向交汇入渗与多向交汇入渗比较复杂,因此对这两种交汇入渗方式下的累积入渗量与时间之间的关系进行多种模型分析,方便日后根据不同已知资料进行模型的选择;单向、多向交汇入渗过程,不同入渗阶段湿润锋运移距离均与时间表现为幂函数关系。
  (2)探究土壤因素对盐碱土膜孔沟灌水盐运移影响,土壤因素包括土壤容重、土壤初始含水量,得出以下结论:土壤容重越大,膜孔沟灌累积入渗量越小,湿润锋运移距离也越小,累积入渗量、湿润锋运移距离与时间之间均表现为幂函数关系;相同位置土壤含水量随土壤容重的增大而减小,而土壤盐分含量随土壤容重的增大而增大;灌水量相同,沟灌湿润锋运移距离较膜孔沟灌小,湿润范围小,脱盐区面积小,脱盐效果较差;土壤初始含水量越高,累积入渗量越小,土壤入渗率也越小,湿润锋运移距离越小;土壤初始含水量越小,湿润体内远离膜孔相同位置土壤含水量越大,膜孔沟灌脱盐区范围越大,且脱盐区内盐分含量越小,盐分累积区位置越深、范围越大,淋洗下来的盐分越多。
  (3)探究主要技术要素对盐碱土膜孔沟灌水盐运移影响,主要技术要素包括灌水量、膜孔直径,得出以下结论:灌水延续时间越长,膜孔沟灌累积入渗量越大,膜孔沟灌湿润锋运移距离越大,且两者均与时间表现为幂函数关系,湿润区内相同位置处土壤含水量越高,脱盐区范围越大,淋洗盐分越多,对盐碱土盐分的淋洗效果越好;膜孔直径越大,累积入渗量越大,单位膜孔面积入渗量越小,湿润锋运移距离越大,相同位置土壤含水量越大,土壤盐分含量越小,脱盐区范围越大,且脱盐区内盐分含量越高,盐分累积区位置越深、范围越大,淋洗下来的盐分也就越多。
  (4)研究主要技术要素对盐碱土膜孔沟灌大田土壤水盐运移及玉米产量影响,主要技术要素包括灌水量、膜孔直径、株距,得出以下结论:灌水量越大,相同土层深度盐碱土含水量越大;随株距的增大,表层土壤含水量增大,土壤盐分含量减小;膜孔直径越大,表层土壤含水量越小,而表层土壤含盐量越大;沟灌表层土壤含水量比相同灌水量下的膜孔沟灌小,而含盐量比膜孔沟灌含盐量大;灌水量和膜孔直径对玉米穗长、穗粒重、穗重有显著影响,对穗粗、秃尖长、穗行数、百粒重无显著影响;株距对玉米各产量指标均有影响。
[硕士论文] 薛健
水利工程 宁夏大学 2018(学位年度)
摘要:边坡稳定分析是岩土工程的主要研究课题,也是边坡设计及其治理的核心内容。在影响土质边坡稳定的各因素中,水的渗流作用不容忽视。实际上,渗流场与应力场之间是相互影响、相互作用的,且处于一种复杂的动态变化过程中,构成流固耦合关系。因此研究渗流场和应力场耦合对边坡的稳定性具有理论及现实意义。
  本文针对宁夏引黄灌区农田排水沟道在承泄地下水渗流过程中边坡局部滑塌严重的实际状况,探索了渗流作用下土工袋砌护边坡的稳定性计算问题。以位于青铜峡市营桥三队农田斗沟的土工袋砌护边坡为研究对象,采用有限元强度折减法和ABAQUS有限元软件进行了数值模拟分析计算,主要研究结果如下:
  (1)对渗流基本理论和流固耦合原理进行了详细阐述,就渗流的有限元方程的推导过程进行了介绍,并总结了渗流方程的定解条件。通过对流固耦合机理阐述,建立了流固耦合模型,给出了模型求解过程。
  (2)利用有限元软件ABAQUS建立了考虑渗流作用的土工袋砌护边坡稳定性有限元计算模型,模拟结果表明,农田排水沟道地下水渗流对边坡稳定有较明显影响;给出了流固耦合与非流固耦合情况下沟道边坡的渗流场、应力场及边坡安全系数,考虑流固耦合作用的边坡稳定系数较非流固耦合计算方法的边坡稳定系数大;在此基础上分析了粘聚力、摩擦角、水头、渗透系数等因素对边坡稳定性的影响。
  (3)将实际条件下的土工袋砌护沟道边坡稳定分析的条分法计算值与相同工况下的数值模拟值进行了对比分析,理论计算值大于数值模拟值;选择了两种工况的原位监测数据与相同条件下的数值模拟进行了对比分析,数值模拟的位移值、孔隙水压力值与原位实测值基本吻合。
  针对农田排水沟道主要以排泄地下水、降低农田地下水位的实际情况,研究了考虑渗流作用的土工袋砌护农田排水沟道的边坡稳定安全系数计算的有限元强度折减法,以期为农田排水沟道治理工程的设计和施工提供理论依据。
[硕士论文] 卞慧娟
地质工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:随着人口的增加和社会经济的发展,人们对水资源的需求不断增加,水资源短缺问题日益突出。山东省水资源时空分布不均,总量严重不足。作为传统的农业大省,农业用水约占用水总量的75%,其中小麦、玉米、棉花和花生主要作物的生产用水在全省农业用水中占有相当大的比重。另外,在气候变化和人类活动的双重影响下,水资源供需不平衡的矛盾不断加剧。因此,亟需开展基于水足迹理论的山东省主要作物生产用水风险评价,以期为山东省水资源可持续利用和保障粮食安全提供一定的理论依据和现实指导。本研究基于CROPWAT8.0软件计算了1990-2016年山东省17地市主要作物生产水足迹及绿水和蓝水构成,借助GIS等技术分析了作物生产水足迹、绿水和蓝水足迹以及水足迹总量的时空变化特征,结合山东省水资源公报,评价了山东省和各地市作物生产用水的风险。本文主要研究结论如下:
  (1)1990-2016年山东省4种作物ETc、生产水足迹、绿水和蓝水足迹均呈下降趋势,其生产水足迹、绿水和蓝水足迹在不同降水年型差别较大,一般表现为极枯水年和枯水年大于丰水年和平水年,并存在明显的空间差异。
  (2)1990-2016年山东省小麦、棉花和花生水足迹总量呈下降趋势,而玉米显著上升。小麦、棉花和花生绿水、蓝水足迹总量均呈下降趋势,而玉米绿水和蓝水足迹总量均表现为上升趋势。山东省作物水足迹总量、绿水和蓝水足迹总量空间差异明显,棉花水足迹总量空间格局在不同降水年型均呈现出自西向东逐渐减少的趋势,花生水足迹总量基本呈现出自东向西逐渐减少的空间格局。
  (3)1990-2016年山东省农业水足迹总量、绿水和蓝水足迹总量平均值为406.22×108m3、180.51×108m3和225.73×108m3,并均呈下降趋势。山东省农业水足迹总量总体表现出西部和南部地区高,东部、中部和北部地区低的空间分布格局,蓝水足迹总量表现出西部和东部地区高,中部地区低的空间分布格局。2000-2016年山东省94%的年份蓝水资源压力指数均大于0.4,表明山东省水资源短缺形势不容乐观。2015年和2016年山东省蓝水资源压力指数差异程度大于水资源压力指数。大部分地市农业生产面临水资源短缺威胁,特别是青岛市近两年旱情严重,农业生产风险较高。
[硕士论文] 杨美赞
农村与区域发展 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:地下水是水资源的组成部分,也是构成灌溉水的重要来源,在农业发展过程中起着十分重要的作用。全球性的水资源短缺问题日益凸显,地下水资源面临的问题更加严重。黑龙港地区是河北省乃至华北平原地下水超采最为严重的地区之一,对这一地区的地下水灌溉管理问题展开研究,对于解决如何减少地下水资源的浪费、改进地下水灌溉管理方式,解决灌溉水源短缺、地下水超采等问题,以及对于提高地下水资源利用效率,减少农业灌溉成本具有重要的理论和现实意义。
  本文首先对现有的文献资料进行了解与梳理,运用文献分析法介绍了文章的研究背景,并对相关概念进行了界定。分析了河北省黑龙港地区地下水灌溉管理的现状,存在的问题如下:其一,灌溉水源单一,地下水超采严重,用水效率不高;其二,灌溉工程管理主体与权责不明确,缺乏相应的监督机制。其三,农户用水过程中组织的缺乏,农户用水混乱,用水矛盾突出,管理机构臃肿,管理效率低;其四,经营管理方式落后,水费计收方式混乱。
  本文采用问卷调查与实证研究相结合的方式,分别从用水户和政府两个主体出发,找出影响黑龙港地区地下水灌溉管理现状改进的因素。其中,本文采用DEA-Tobit模型分析与实地调研相结合的方式,从用水户主体的角度得出了影响地下水灌溉管理现状改进的因素,研究结果显示,水费、节水量、耕地面积、管道长度和用水户投入费用五个因子对地下水灌溉管理现状的改进产生影响;基于政府主体角度的研究结果显示,灌溉用水效率、灌溉工程建设数量及完好程度、土地规模化程度以及用水户对政府管理工作的配合程度对地下水灌溉管理现状的改进产生影响。
  本文在灌溉管理现状改进的影响因素分析以及国内外成功经验借鉴的基础上,提出了改进黑龙港地区地下水灌溉管理现状的建议。本文对国内外发达国家和地区在灌溉用水管理、工程设施管理、用水组织管理、运营资金管理等方面成功经验进行了研究,并从地下水取水制度、灌溉工程设施的普及、分级管理地下水灌溉工程设施、灌溉工程建设融资的多样化、建立用水户自组织以及水费征收方式等方面,得出改进黑龙港地区地下水灌溉管理现状的建议。
  管理是保证组织有效地运行所必不可少的条件,有效的地下水灌溉管理可以遏制地下水资源的浪费。然而,国内学者针对黑龙港地区地下水灌溉管理领域的研究尚属空白。因此,本文针对黑龙港地域内的地下水灌溉管理的研究,在研究视角和研究内容的创新性具有一定的创新性。
[硕士论文] 张锴慧
水文学及水资源 山东大学 2018(学位年度)
摘要:随着人口的不断增长和工农业经济的迅猛发展,资源短缺已经成为当今面临的重要环境问题,水资源供需矛盾突出、土地盐碱化是制约农业发展的主要因素。山东省是农业大省,同时又面临着水资源总量不足的问题,农业灌溉占全省总用水量的比例较高,全省灌溉水利用系数低于0.6,离节水先进国家灌溉水利用系数为0.8左右的水平尚有很大差距,主要是因为部分地区仍然采取漫灌的灌溉方式,未能制定农业灌溉精细化管理方案及采取相关灌溉措施,致使来水在田间下渗过程中存在很大损失。邢家渡引黄灌区作为山东省重要粮食产地,目前节水潜力巨大,同时面临着土壤盐碱化的主要问题。
  本文基于节水灌溉的背景,结合山东省济南市市级水利科研项目“无地下水开采区土壤水盐变化特征研究”,选择邢家渡引黄灌区土壤盐碱化较为严重且无地下水开采区为研究对象。基于田间观测、灌溉试验与室内试验,采用数理统计分析、地统计理论研究等方法,研究不同引黄灌水方案下、不同时间及不同深度土壤水盐的动态变化特征。并分析土壤盐分驱动因子,基于影响因素与作用机理分析,研究土壤盐分含量与地下水埋深变化的关系,同时对研究区域分析土壤盐分的空间变异性程度,模拟最优空间变异性函数,对灌区的土壤盐分空间分布进行模拟预测,为灌区制定合理灌水方案奠定基础,为合理利用水资源,改善区域生态环境,实现黄河中下游引黄灌区生态环境安全提供科学依据。主要研究内容及成果如下:
  (1)土壤含水率运移特征:基于灌溉试验和现场含水率测定,考虑作物根系主要在60cm以下生长,通过不同的灌水方案处理,选择漫灌方式、52立方米/亩灌水定额有效补充作物生长所需水分。
  (2)土壤盐分驱动因子影响研究:地下水埋深作为土壤盐分显著驱动因子,当地下水埋深在228cm以内时,土壤盐分随地下水埋深的增大而增多,当地下水埋深228cm时各层土壤的盐分含量最高,达到256cm、282cm深度时盐分含量最低,土壤盐分会随着深度的继续增加而呈现下降的趋势。
  (3)土壤盐分动态变化特征:一水、二水灌溉后上层土壤盐分大幅降低,达到非盐渍土标准,盐分表现出向深层淋洗的迹象,三水灌溉后,盐分增加,保持在轻度盐渍土标准范围内。漫灌对土壤盐分向上运移的抑制作用强,结合作物产量情况,灌水定额为52m3/亩时,既达到了节水洗盐的效果,又保障了作物产量,选择漫灌方式、灌水定额为52m3/亩更合适。
  (4)土壤盐分空间变异性:基于地统计学理论及Arcgis软件模拟,灌溉前20cm~100cm各层土壤盐分空间变异函数分别符合球状模型、高斯模型、高斯模型、球状模型、高斯模型,模型参数分析40cm、100cm土层由结构性引起的空间变异程度较大。灌溉后各层土壤盐分空间变异模型分别符合球状模型、高斯模型、指数模型、球状模型、高斯模型,且受结构性因素引起的空间变异性程度强。利用克里格插值法模拟预测土壤盐分空间含量分布,及时调整农田灌溉时间和灌水定额,对于邢家渡灌区农田灌溉的精细管理具有理论和实践意义。
[硕士论文] 杨静灵
水利工程 山东大学 2018(学位年度)
摘要:邢家渡引黄灌区因近年来黄河来水量减少、水资源供需矛盾突出以及土壤盐碱化问题制约着灌区发展,因此基于土壤水盐运移规律的节水灌溉研究对保持灌区农业生产和生态系统健康、协调发展有着重要意义。本文以灌区土壤盐碱化较为严重且无地下水开采的济阳农场为研究对象,通过田间与室内试验、数值模拟等多种方法,对灌区的灌水方案与灌溉方案进行研究,主要内容如下:
  (1)灌区土壤水盐运移试验。在研究区选取典型地块进行田间与室内试验,获取了8种灌水方案下玉米田的土壤水分、盐分、地下水位、地下水水质、灌溉水水质等相关信息,同时对作物产量进行测量,为构建数值模拟模型与优选灌水方案提供数据支撑;
  (2)土壤水盐运移数值模拟模型研究。选取Hydrus-1D软件进行土壤水盐运移数值模拟模型构建,结合播种前的试验数据、参考文献确定边界条件与土壤水流运移、溶质运移等相关参数,通过播种后实测数据检验表明模型拟合度较高,可以对灌区管理提供参考依据;
  (3)灌水方案研究。利用已建Hydrus-1D模型对不同灌水方案进行土壤水盐运移模拟,以适宜作物生长、高产、高效与节水灌溉等为原则,综合分析模拟结果、实测结果和作物产量等方面,对灌水方式与灌水定额进行优选,确定漫灌条件下52m3/亩的灌水定额为优选灌水方案;
  (4)灌溉方案研究。基于优选的灌水方案同时针对不同情况进行降雨预测,利用Hydrus-1D模型模拟土壤含水率和全盐量变化,基于模拟结果与分析,以控盐、可持续等为目标,结合历年灌溉实际情况,研究提出了播种前淋洗的灌溉方式,该方式更适宜作物播种。
  最终优选的灌溉方案为:①不考虑降雨:播种前淋洗定额52m3/,生育期灌溉定额260m3/亩,总灌溉定额312m3/亩,实际灌溉时可以结合降雨情况进行。②不同降雨频率:75%(枯水)时,播种前淋洗定额52m3/亩,生育期灌溉定额104m3/亩,总灌溉定额156m3/亩;50%(平水)时,播种前淋洗定额38m3/亩,生育期灌溉定额104m3/亩,总灌溉定额142m3/亩;25%(丰水)时,播种前淋洗定额38m3/亩,生育期灌溉定额52m3/亩,总灌溉定额90m3/亩。③典型年(2018年):播种前淋洗定额52m3/亩,生育期灌溉定额156m3/亩,总灌溉定额208m3/亩。各方案播种前淋洗均为漫灌,生育期的灌水方案为漫灌52m3/亩。
[硕士论文] 陈亮亮
水利工程 山东大学 2018(学位年度)
摘要:作为灌溉用水效率的表征指标,农田灌溉水有效利用系数(以下简称系数)是指在某次或者某一段时间段引水口处的引水量除以被作物吸收的静灌溉用水量得到的数值,它与区域水利基础设施、灌水制度、节水水平、气候条件等因子有关。
  首先,本文通过在典型灌区选择具有广泛代表性的代表地块,以田块为单元观测亩均净用水量和毛灌溉用水量,推算出典型灌区诤、毛灌溉用水总量,从而得出全省所有典型灌区的净、毛灌溉用水总量,再通过用水总量计算大、中、小、纯井等4种不同类型的灌区系数,汇总计算全省大、中、小、纯井灌区系数平均值,最后以不同类型的灌区系数为基础,分析得到山东省全省系数。
  其次,本文选取水资源状况、工程投资、用水管理、节水能力等4个系数因子。以历年全省系数测算情况为基础,将系数作为面板数据分析的Y值,将系数各个影响因子做X值进行回归分析,得出相关影响因子与系数之间的关系式,全面分析系数与工程投入、水资源管理、降雨条件等因子之间的关系:水资源总量与系数呈显著负相关,农业用水量与系数呈级显著负相关,有效灌溉面积、实际灌溉面积、节水灌溉面积与系数呈极显著正相关;工程投入与系数增量呈显著正相关,农田灌溉用水量与系数增量呈显著负相关。
  再次,本文通过分析得出如下结论:系数绝对值与水全省资源总量,农田灌溉用水量,有效灌溉面积关系密切,目前山东省系数排在全国前列,节水整体水平较高,与山东农业用水量总体较低和灌溉面积发展水平有关;每年系数增量变化的大小,与山东全省年度工程投资、农业用水量水平相关。如果想进一步提高全省系数,应该进一步增加全省工程投资,减少各地区灌溉定额或灌溉用水量。
  最后,本文在相关性分析结论的基础上,从强化政策引导、区域规模推进、典型示范推广、落实节水管理、社会广泛参与等5各方面对今后一个时期如何做好山东全省农业节水工作提出意见与建议。
[硕士论文] 郑志建
电子与通信工程 黑龙江大学 2018(学位年度)
摘要:水资源严重匮乏已经成为全球性的问题,节约并高效用水是人类生产和发展的共同需求。中国是全球13个人均水资源严重贫乏的国家之一,水资源的匮乏严重制约了我国经济社会的可持续化发展,更加发展成为制约我国农业经济发展的一大“瓶颈”。为了满足人民日益提高的农业经济方面的需求、改善农业水资源滥用的基本状况、合理配置农业资源必须发展自动滴灌技术。
  本文针对在农业节水技术中存在的滴灌不合理、水资源浪费、人力成本高昂等问题,设计了一套基于STM32的自动滴灌系统。相比于传统灌溉技术,具有性能稳定、无线传输数据、精准测量并能够实时观测数据变化,远程控制滴灌系统等功能。
  在本文中,首先,通过分析多个影响土壤湿度的因子并且使用传感器对其进行测量,将测量后的多个传感器参数进行数据融合。其次,完成土壤环境传感器检测模块设计、数据传输模块的设计、自动滴灌系统多传感器参数融合算法设计。再次,设计并完成了远程监控模块,其中远程监控模块不仅能监控土壤环境传感器模块采集的传感器量、实时显示融合后的土壤湿度值、而且能够远程控制自动滴灌系统。最后,通过一系列的实验验证传感器的灵敏度以证明该自动控制系统具有稳定性高、精确测量、节水性能良好等优点。
  综上,本文设计并实现的一套基于STM32的自动滴灌系统,具有稳定的工作状态、良好的测量精度、节水性能优良等优势。其不仅能够对土壤中的存在的土壤温度、土壤湿度、光照强度进行准确的测量,而且能够实现远程控制,节省人工成本。不但为农业精确播种、灌溉提供重要依据,而且也为农林业的发展、促进植物的生长方面起到促进与发展的作用。
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