温室小管径滴灌管堵塞的影响因素及堵塞规律分析

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1、灌溉排水学报２０１４年８月第３３卷第４／５期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１４）０４／０５－０１４４－０５＊温室小管径滴灌管堵塞的影响因素及堵塞规律分析王心阳，王文娥，胡笑涛，丁法龙（西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西杨凌７１２１００）摘要：采用温室浑水持续滴灌试验手段，对８和１６迷宫流道滴灌管进行了水力特性和浑水堵塞测试，并对比分析２种滴灌管的特性及压力、粒径等变化对滴头堵塞规律及堵塞程度的影响。结果表明，易发生堵塞的滴头位于毛管中后部，滴头堵

2、塞发生的次序及堵塞程度存在随机性；灌水压力０．１５ＭＰａ时的滴头堵塞发生时间滞后于０．０７５ＭＰａ，滴头堵塞程度也略轻；滴头堵塞与压力、粒径及管径具有相关性且非单调关系，８滴灌管的实际灌水过程中应尽量去除粒径在０．０７５～０．０９８ｍｍ范围的泥沙颗粒；与１６滴灌管相比，８滴灌管性能突出，投资成本低，在温室滴灌灌溉过程中占有很大优势。关键词：滴头；堵塞；灌溉均匀度；泥沙粒径；灌水压力中图分类号：Ｓ２７４．２文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１４．０４／０５．０３１王心阳，王文娥，胡

3、笑涛，等．温室小管径滴灌管堵塞的影响因素及堵塞规律分析［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１４，３３（４／５）：１４４－１４８．温室滴灌能够有效提高灌溉水利用效率。滴头的流道结构复杂且尺寸较小，细小颗粒极易在流道内部沉积并最终出现堵塞现象，即便安装过滤装置，仍会有部分细小颗粒进入流道，并逐渐发生堵塞。灌水不均［１］和流道堵塞问题制约着滴灌技术的推广应用。研究表明，含沙量是导致滴头堵塞的主要原因；灌溉均匀度［２］与管径正相关且管径达到一定程度后灌溉均匀度增幅随管径增大的幅度减缓；温室专用小管径滴灌带［３］［４］（８）具有较好的水

4、力性能和价格优势。滴灌管在滴灌系统中用量极大，其性能优劣和使用成本直接影［５］响滴灌技术的经济指标并制约其推广。目前，温室滴灌管多用大田通用的滴灌管（１６），由于温室面积较小且地面平坦，使用小管径滴灌管能够达到灌水均匀度的要求，有利于降低滴灌系统的固定投资成本促进滴灌技术的推广，但管径减小后滴灌系统堵塞的影响因素及变化规律，目前还缺乏深入研究。因此，有必要通过对常用滴灌管（１６）及小管径滴灌管（８）进性水力特性和浑水堵塞试验，分析小管径滴灌管的水力性能和滴头抗堵塞性能，并分析其在温室的适用性，为温室滴灌系统设计提

5、供参考。１材料与方法１．１材料与装置试验在西北农林科技大学水力学实验大厅内完成。试验用水选用经过较为完善的过滤处理且水质良好的自来水。浑水试验中泥沙颗粒来自河沙并经过严格逐级水筛法制备。滴灌管选用内镶柱式迷宫流道滴灌管（８和１６），其中，８内镶柱式迷宫流道滴头的的流道宽０．９ｍｍ，流道深１．０ｍｍ，齿间距２．０ｍｍ，流道单元数３２个；１６内镶柱式迷宫滴头的流道宽１ｍｍ，流道深１．５ｍｍ，齿间距２．０３ｍｍ，流道单元数４８个。流道结构展开图见图１。＊收稿日期：２０１４－０３－１３基金项目：“十二五”科技支撑计划项

6、目（２０１１ＢＡＤ２９Ｂ０２）；国家自然科学基金项目（５０９０９０８３，５１１７９１６３）；中央高校基本科研业务专项资金项目（ＱＮ２０１１１２７）作者简介：王心阳（１９８９－），女，硕士研究生，主要从事农业水土工程方面的研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｕｏｚｕｏｙａｎｇ８９＠１２６．ｃｏｍ通讯作者：王文娥（１９７５－），女，副教授，硕士生导师，主要从事节水灌溉技术、流体机械及排灌设备等方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｗｅｎｅ＠ｎｗｓｕａｆ．ｅｄｕ．ｃｎ１４４图１迷宫式流道滴头结构展开图试验装置由蓄水箱、１２０目片式过滤器、

7、精密压力表、水泵、干管及支管等设备构成。其中，蓄水箱底部设排水阀、具有搅拌功能的圆柱形箱体，滴灌管固定在水平试验台架上，每条滴灌管长度定为７．５ｍ，２５个滴头，共２条。整个试验过程中水温维持在２５℃左右。１．２试验方案及方法１．２．１滴灌管的水力性能试验分别测定小管径滴灌管（８）和普通迷宫流道滴灌管（１６）在清水条件下的水力性能。试验时，滴灌管进口压力在０～０．２５ＭＰａ范围内由小到大均匀选取，每调节得到一个进口压力后待其稳定出流３０ｍｉｎ，用量杯收集各滴头５ｍｉｎ出流量，使用精度为０．１ｇ的精密电子秤记录出水量，

8、试验重复２次。１．２．２滴头抗堵塞性能试验采用逐级过水筛方法测试２种滴头的抗堵塞性能。取天然河沙，将其筛分成４个粒径范围的泥沙颗粒，为０．０３０８～０．０４５、０．０４５～０．０７５、０．０７５～０．０９８、０．０９８～０．１２５ｍｍ，并分别用４种粒径范围泥沙配制含沙量为０．５ｇ／Ｌ的浑水；进口压力选为０．０７５、０．１０５、０．