以齿形迷宫流道灌水器为研究对象,通过计算流体力学(CFD)数值模拟、PIV观测和样品测试相结合的方法,研究了齿形结构的不同齿底距、齿高下颗粒运动轨迹与流道内部速度场分布的关系,并初步探索了流道结构参数与灌水器抗堵塞性能的关系。结果表明:当流道内固体粒子运动速度小于0.5m/s时,易在齿底处旋转,而大于此速度时,则易进入主流区被水流带出流道;齿形迷宫流道齿底距与抗堵塞性能呈正相关,齿高与抗堵塞性呈负相关;流道设计时,单纯增大齿底距或者减小齿高,可以有效降低粒子在流道中发生旋转的概率,有利于提高灌水器的抗堵塞性能
曝气修复是一种去除水土环境中挥发性污染物的高效技术,具有良好的工程应用前景,但其机理有关的工作仍有进一步研究的空间。以石油类污染的饱和地下水土环境为研究对象,选取柴油作为代表性污染物,建立一维土柱模拟装置,开展地下水曝气修复技术的实验研究。通过5个土柱曝气系统的运行与监测,分析不同土壤介质、曝气流量条件对曝气过程及污染物去除效率的影响,结果显示:利用曝气修复技术可有效去除挥发性污染物,且增加曝气流量有利于提高污染物去除效率,高渗透率介质中污染物去除效率要高于低渗透率介质。此结论可为曝气修复技术的其他研究工作提供依据。
以不覆膜常规畦灌为对照,研究了膜上灌对河西绿洲灌区玉米水分利用效率和产量构成要素的影响。研究结果表明:全生育期内膜上灌玉米和对照玉米的耗水量差异达到显著水平,且宽膜膜上灌耗水量比窄膜膜上灌低;膜上灌处理的穗长和穗粗分别比对照高0.77cm和0.32cm,穗行数比对照多0.5行,行粒数比对照多2粒,穗粒重增加41.43 g﹒穗-1;宽膜膜上灌的穗长和穗粗比窄膜膜上灌的高0.12cm和0.26cm,同时,穗行数多0.06行,行粒数多0.85粒,穗粒重增加19.22g﹒穗-1。宽膜和窄膜膜上灌的WUE分别为2.38kg/m3和1.95kg/m3,为对照WUE的1.86倍和1.66倍;产量分别为15378.55 kg﹒hm-2和12706.40 kg﹒hm-2,比对照提高40.65%和16.21%。经统计分析,宽膜膜上灌处理的产量较对照和窄膜膜上灌处理差异达到显著水平。由此可见,宽、窄膜膜上灌的效应都比对照好,且宽膜效应好于窄膜膜上灌,适宜在该区推广和应用1.25m宽膜覆盖膜上灌。
针对当前城市绿化面积不断增加、草坪耗水量需求巨大现状,提出雨水灌溉观念并开展实验,利用非常规水源--库存雨水与自来水灌溉高羊茅草,分析在不同水源不同水分梯度灌溉条件下,高羊茅草在相对生长速度、叶绿素及光合等不同方面的生理生态指标的差异性,确定库存雨水灌溉高羊茅草的可行性和优越性。并为利用雨水灌溉长江中下游地区草坪草提供依据。
从湖泊水环境理论出发,以灌区的草型湖泊乌梁素海为研究对象,用基于监测样本信息的主成分分析确定权重的模糊综合评价方法,从水质、富营养状况和水生生态三方面对2006-2008年6月份 乌梁素海各功能区水环境指标的均值进行综合评价,确定其水质级别。通过对乌梁素海水环境的综合评价,定量的评价出各功能区的水质级别,综合评价的结果为:农业用水区的水质为4.416级,景观娱乐用水区的水质为3.635级,渔业用水区的水质3.122级,混合区的水质4.762级,得出乌梁素海大部分水体已处于富营养状态。
渠道冻胀破坏机理复杂,其主要影响因素可归纳为土、水、温与附加荷载等四个方面。为了探明渠道冻胀影响因素对于混凝土衬砌渠道的影响程度和规律,利用正交实验设计理论,选取渠道冻胀不均匀系数作为评价指标,渠道断面形式、混凝土衬砌板厚度、分缝位置、渠基土冻胀系数和混凝土衬砌板弹性模量E作为影响因素,利用有限元软件ADINA进行数值模拟,研究各因素对渠道冻胀的敏感性。结果表明,五个因素敏感性由大到小依次排列为:渠道断面形式>渠基土冻胀系数>分缝位置>混凝土衬砌板厚度>混凝土衬砌板弹性模量E,从而为探索混凝土衬砌渠道最有效的抗冻胀措施及设计方法提供了科学合理的方法和依据。
根据石羊河流域1960-2004年的气象资料,利用FAO的CROPWAT模型计算石羊河流域春小麦生育期多年平均蒸发蒸腾量、有效降水量和灌溉需水量;利用GIS建立流域空间和属性数据库,分析春小麦灌溉需水量空间分布规律。结果显示,春小麦蒸发蒸腾量、灌溉需水量空间分布趋势为从北往南逐渐降低,生育期降水量由北到南逐渐增大,其中春小麦多年平均蒸发蒸腾量为353.55-452.60mm,生育期有效降水量为45.13-168.16mm,雨养条件下石羊河流域春小麦产量减幅为27.90%-65.30%。因此,为保证春小麦产量需进行补充灌溉,利用CROPWAT模型计算,石羊河流域春小麦多年平均灌溉需水量为202.79-407.47mm。
以内蒙古河套灌区农田为例,分别运用单元指示克立格和多元指示克立格对河套灌区中游约12万亩农田0~20cm、20~40cm深度内的土壤盐分的空间变异性进行了评价。并绘制了基于设定阈值土壤电导率概率分布图。结果表明:各层土壤盐分均不符合正态分布且存在特异值, 但采用指示克立格方法可以获得较为稳健的变异函数;受结构性因素影响, 各层土壤盐分的指示半方差均表现为强空间自相关性。依据综合概率分布图对土地资源利用的风险性进行了评价,对评价区域土地资源质量的决策管理提供了指导。
通过模拟污水厂二级出水和清水灌溉土壤的对比实验,研究了病原菌在污水灌溉过程中的代谢与传输特性。从代谢特性来看,污水灌溉较清水来说,病原菌存在着巨大的危害。但从病原菌的传输特性来看,污水灌溉过程中的土壤吸附性使污水灌溉存在巨大的潜力,有必要对病原菌在土壤中的传输特性进行全面的研究,以寻求污水灌溉的最适宜条件。
利用不同矿化度微咸水对试验地进行灌溉,同时采用滴灌的灌水方式,分析了灌溉前后土壤水盐运移及盐分离子的分布状况。研究结果表明:微咸水灌溉对含盐土壤具有淋洗作用,这一作用随着灌溉水矿化度的提高而上升,这为干旱区节水农业技术提供了依据。
雷州半岛南端的徐闻县是我国规模化反季节香蕉生产的主要基地之一,由于缺水严重,对香蕉产量和质量影响极大。发展节水灌溉是解决雷州半岛干旱缺水的必由之路。应用地埋式滴灌技术对香蕉实施节水灌溉,可大幅度提高香蕉的产量和质量。
在内蒙古河套灌区首次采用膨润土防水毯衬砌渠道作为渠道防渗抗冻的新技术。简要说明膨润土防水毯原理,通过室内试验得出膨润土防水毯性能,通过施工实践总结出膨润土防水毯施工工艺。应用已有和自行开发的膨润土防水毯,进行防冻、抗渗观测试验,对冻深、冻胀量、防渗效果和工程造价作出定量结论,已在大型灌区节水改造工程中推广应用。
分析了我国干旱缺水地区在绿化用水方面存在的管理粗放、技术含量低、水资源浪费大等主要问题,介绍了国内外利用容器储水进行微灌的管理技术,分析了容器微灌技术在造林绿化方面的研究和应用现状,指出了该项技术林业专业性强、节水效果明显、操作管理容易、可重复使用等优点。提出了容器微灌技术在干旱缺水地区、不便于浇水的偏远地区、以及持续干旱季节的苗木浇水管理中的重要作用,分析了该项技术在我国的应用前景,指出该项技术将在城市绿化、工程造林、盆栽观赏植物、特种经济林栽培等领域发挥作用。通过容器微灌技术的推广应用,可以使得绿化工程的水管理技术科学化。
为更好地促进城市园林绿地的可持续发展,缓解城市水资源短缺与园林绿地灌溉用水之间的矛盾,根据北京地区降雨特点及城市绿地建设现状,提出了下凹式绿地、渗水井、渗水边沟、树皮覆盖、渗透铺装几项雨水利用措施及其在绿地中的实施方法。这些措施可以将雨水最大限度应用到城市绿地,满足园林植物生长的需求,同时可以有效地回补地下水。雨水资源的有效集汇利用,在一定程度上降低了绿地灌溉量,节约水资源。
以色列是一个水资源、土地和矿产资源都十分匮乏的国家,但其农业却得到了快速和可持续发展,其成功的主要原因包括:综合应用了各种高新科技及采用了先进的农业经营及管理手段等,其成功的经验值得我们借鉴。主要启示有:我国的农业发展首先需要确定目标,然后才能采取相应措施;其次是要将科研与实践精密结合;将农业管理方式进一步改进;同时要鼓励更多的企业从事农业生产活动。
针对新疆目前田间节水灌溉技术的应用状况以及输水工程存在的问题,结合新疆的地形、气候以及田间微喷灌技术对水质的要求,指出了新疆发展管道输配水灌溉系统的有利应用条件和必要性,介绍了国内外管道输配水灌溉系统的发展状况和取得的效益,提出了新疆发展管道输配水灌溉系统应解决的关键问题以及由此而获得的效益。