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《圆孔射流式渗灌管的研究（宋秉彝 丁正熙 赵微平）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、圆孔射流式渗灌管的研究（宋秉彝丁正熙赵微平） 摘要：针对目前农田渗灌技术存在的三大问题,即渗孔易堵、浸润欠匀和成本较高,研究改微孔“渗出”为“圆孔封流”,采用正交回归方法优化设计,并辅以管下垫膜,取得良好的研究成果。关键词：圆孔封流渗灌管研究
渗灌是利用埋设在地下的管道,将灌溉水引入田间作物根系吸水层,主要借毛细管作用自下而上湿润土壤。理论上是一种理想的灌水方法,但因其特殊性,渗孔易堵、浸润欠匀和成本较高仍为三大难题,使实际应用受到限制。本研究走出微孔“渗出”误区,科学采用“圆孔射流”,大大提高了渗灌管的抗堵塞能力,再辅以管下垫
2、膜、以蓄为主等措施,徘徊已久的渗灌技术正呈现出良好的应用前景。
1材料与方法
1.1渗灌管
渗灌管采用高压低密度聚乙烯(HP-LDPE)和低压高密度聚乙烯(LP-HDPE)按一定比例混合制成。其外径16.0mm,壁厚0.5mm,黑色,内外壁光滑,密度0.915-0.935g/cm3,最高使用温度80-95℃。
1.2试验方法
渗灌管主要技术参数由正交回归分析获得。考核因子(因变量)为孔口流量、堵塞率。影响因子(变量)为孔口直径、运行压力。因子水平见表1。
试验清水(对照)取自机井,经压力罐沉淀；浑水的土(轻壤土)水重量比为
3、1:99。
2结果与分析
2.1试验结果
渗灌管运行中呈机械、化学、生物等复合型堵塞。机械堵塞试验资料,即不同孔径、运行压力下的清水流量、管内浑水泥沙堵塞率及埋设后管外泥沙堵塞率见表2。
2.2回归分析
为了解考核因子与影响因子之间的关系性质、密切程度及数量关系,特做以下回归分析。
2.2.1管内泥沙堵塞
采用最小二乘法原理,由表2中资料建立管内泥沙堵塞回归方程式(1)。
y内堵=23.3-13.3x1-5.2x2-0.8x12+1.8x22-2.0x1x2……(1)
式中：y内堵——管内浑水泥沙堵塞率,%；
x1—
4、—孔径；
x2——运行压力。
经F检验：F=52.27＞F0.01=28.24,相关特别显著。复相关系数R=0.9943。
由式(1)绘管内浑水泥沙堵塞率等值线,见图1。
2.2.2管外泥沙堵塞
由表2中资料建立管外泥沙堵塞回归方程式(2)。
y外堵=2.79+0.55x1+0.83x2-0.72x12+5.22x22-0.93x1x2……(2)
式中：y外堵——管外泥沙堵塞率,%。
经F检验：F=14.17＞F0.01=9.01,相关显著。复相关系数R=0.9795。
由式(2)绘管外泥沙堵塞率等值线,见图
5、2。
2.2.3清水流量与管内外泥沙复合堵塞
由表2资料建立孔口清水流量回归方程式(3)。
y清流=3.37+0.78x1+0.82x2+0.10x12+0.20x22+0.08x1x2……(3)
式中:y清流——清水流量,(L/h·孔)。
经F检验：F=221.09＞F0.01=28.24，相关特别显著。复相关系数R=0.9997。
据此,式(1)+式(2),获管内外泥沙复合堵塞回归方程式(4)。
y复堵=26.09-12.75x1-4.37x2-1.52x12+7.02x22-2.93x1x2……(4)
6、 式中:y复堵——管内外泥沙复合堵塞率,%。
将式(3)和式(4)绘清水流量与管内外泥沙复合堵塞率等值线,见图3。
3综述与讨论
(1)由式(4)和图3分析可得,在试验范围内孔口堵塞率《10%、孔口流量4.5L/h左右的最佳孔径x1为1(无量纲),即0.64mm；最佳运行压力x2为0(无量纲),即0.02Mpa。若条件有变,复合泥沙堵塞率等值线之“槽线”AB与下移平行线bc(间距0.3),堵塞率等值线10%与20%之间区域abcd,可供孔径和运行压力的选择。现将试验渗流管主要技术参数列于表3,可供参考。
(2)本研究
7、尚未涉及化学堵塞,实践中孔径选择0.6-0.8mm,或1.0mm。但必须符合水力性能设计要求等。
(3)渗灌管管下垫30cm宽塑料膜后,经实验土壤浸润均匀度显著改善。如湿润宽度由38.5cm增至52.8cm,增大37.1%。在无碍环保下可酌情考虑。
(4)圆孔射流式渗灌管生产成本较低,在一定面积上试用该系统有望将设备投资控制在7500元/hm2以下。
作者简介：宋秉彝,男,研究员。
来源：《XX水利》XX年第6期
