考虑滴头堵塞位置的灌水均匀系数模型优化.pdf

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1、第33卷2017正第3期2月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering、厂01．33No．3Feb．2017113考虑滴头堵塞位置的灌水均匀系数模型优化张若婵1，牛文全1，2，3一，段晓辉3，李元3(1，西北农林科技大学水利与建筑工程学院，杨凌712100；2．中国科学院水利部水土保持研究所，杨凌712100；3．西北农林科技大学水土保持研究所，杨凌712100)摘要：为准确评价堵塞对滴灌工程灌水均匀性的影响，从确定采样点布置方式入手，利用HYDRUS一2D模拟不同堵塞情况下的土壤水分状况，首先分析灌水

2、均匀性与土壤水分分布均匀性之间的关系，然后以土壤水分分布均匀系数为依据，在考虑滴头堵塞位置的基础上对灌水均匀系数模型进行优化，最后通过温室灌溉试验进行验证。结果表明，取样点布置方式对土壤水分分布均匀系数影响显著，适宜的取样间距和深度分别为60cm及地表下20cm。土壤水分分布均匀系数与不同灌水均匀系数之间存在良好的线性关系，且随着堵塞滴头数量的增加，堵塞滴头位置分布情况对土壤水分分布均匀性的影响增大。小区灌溉试验结果表明，当堵塞滴头数量较多时，土壤水分分布均匀系数与考虑滴头堵塞位置的优化灌水均匀系数具有较高的相关性，优于原指标，可较好反映由堵塞滴头位置改变引起的土壤水分分布均匀性变化

3、，故在评价滴灌系统灌水均匀性时宜使用优化均匀系数。关键词：土壤水分；灌溉；优化；滴头堵塞；灌水均匀性；土壤水分分布均匀性；堵塞位置doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2017．03．015中图分类号：$275．4文献标志码：A文章编号：1002—6819(2017)一03—0113—08张若婵，牛文全，段晓辉，李元．考虑滴头堵塞位置的灌水均匀系数模型优化[J]．农业工程学报，2017，33(3)：113—120．doi：10．11975／j．issn．1002·6819．2017．03．015http：／／www．tcsae．orgZhangRuochan，N

4、iuWenquan，DuanXiaohui，LiYuan．Optimizationofdripirrigationuniformitymodelconsideringlocationofcloggedemitters[J[．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2017，33(3)：113—120．(inChinesewithEnglishabstractldoi：10．11975／j．issn．1002—6819．2017．03．015http：／／www,tc

5、sae．org0引言灌水均匀性是滴灌系统设计和评价的重要控制指标，灌水均匀性一般用灌水均匀系数和流量偏差率表示。灌水均匀系数，如克里斯琴森均匀系数11]主要反映灌水器流量的相对平均偏差；Criddle掣2。1提出用分布均匀系数来描述水量分布均匀性，有利于保证作物获得必要的灌水量；Keller等[41综合考虑灌水器流量偏差、制造偏差的组合效应，提出了凯勒均匀系数；随后，许多学者对凯勒均匀系数进行了改进，使其对灌水均匀性的评价更为准确【5。0

6、。滴灌系统的设计常以流量偏差率为参考依据。Wu等⋯】最先在讨论流量偏差范围时指出，灌水器流量的均匀性可以简单地用灌水器的流量偏差来表征，并提出了灌

7、水器流量偏差率的计算公式；Bralts等021考虑灌水器的水力偏差和制造偏差，通过统计学方法计算出灌水器流量偏差系数，并据此提出了统计均匀系数；Howell等【l3J主要考虑水力偏差提出了流量偏差率和水力偏差率；郑耀泉[14-15】通过模拟计算建立了微灌灌水均匀系数与总的收稿日期：2016—08—12修订日期：2016-09—21基金项目：“十二五”国家科技支撑计划资助项目(2015BAD24801)作者简介：张若婵，女，陕西杨凌人，主要从事节水灌溉技术研究。杨凌西北农林科技大学水利与建筑工程学院，712100。Email：zrcl991@nwsuaf．edu．cn※通信作者：牛文全

8、，男，甘肃天水人，研究员，博士生导师，主要从事水土资源高效利用与节水灌溉技术研究。杨凌中国科学院水利部水土保持研究所，712100。Emaihnwq@vip．sina．com灌水器流量偏差系数、流量偏差率及灌水器水力偏差率之间的关系；张国祥[16-17]、牛文全等118】、张林等119-21】、朱德兰等[22-24J综合考虑了水力偏差、制造偏差和地形偏差的影响，提出了更为可靠的流量偏差率计算公式。上述2类评价指标均以滴头流量的平均偏差为基础，仅考虑滴头流量