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喷头水力性能及喷灌条件下土壤水分空间分布特性

喷头水力性能及喷灌条件下土壤水分空间分布特性

作者:   文章来源:   发表时间:2013-11-25    点击量:

  该项研究围绕喷灌系统能耗较高、造价较大和要求进一步节水等问题做了系统的或创新性的 研究。成果的创新之处在于:

  (1)在系统研究非圆形喷嘴水力性能的基础上,建立了该类喷嘴水滴运动的数学模型,提出 了适用于不同喷嘴的水滴阻力系数计算方法,为研究制造新型节能喷头提供了一定的理论依 据。

  (2)系统研究了喷头转动的不均匀性,并提出了包含喷头转动不均匀性及其随机特征的组合 喷灌均匀系统数模拟计算模型。结果表明,国产摇臂式喷头的最大相对转动偏差一般不超过 20 %,组合喷灌均匀系数随最大转动相对偏差的增大而减小,但其减小值一般不超过3个百分点 。这一结论为喷头质量的合理控制提供了重要参考依据。

  (3)研究了喷灌条件下土壤含水率的空间分布特性和作物冠层对喷洒水量分布的影响,发现 喷灌水量在土壤中的分布比其在地表的分布均匀得多,且与土壤初始含水率及其分布和灌水 定额有关。作物冠层的截留也使得喷灌水量分布的均匀性得到一定程度的改善。该结果为降 低喷灌均匀系数设计值,减少投资以及精确确定适宜的灌水时间和灌水量,进一步节约喷灌 用水,从理论上开辟了一个新的研究方向。

  本项研究在国际权威学术刊物Transacions of the ASAE;Journal of Irrigation and Drai nage, ASCE; Irrigation Science; Agricultural Water Management; Journal of Agricu ltural Engineering Research 和日本的专业学报、中国的核心刊物上发表论文20篇,其中 9篇论文被国际权威检索工具科学索引(SCI)收录,6篇被工程索引(EI)收录。论文发表后引 起国内外同行的广泛关注。有来自美国、英国、德国、以色列、印度、澳大利亚等12个国家 的35位研究人员来函索要论文,并得到一些专家的高度评价。大部分论文被引用。该项研究 成果对喷灌技术相关标准的制定与完善具有重要参考价值。