大田水肥一體化微噴灌系統(tǒng)優(yōu)化與試驗研究.pdf

1、我國傳統(tǒng)農(nóng)田灌溉中，水肥灌溉不同步，水肥利用效率低下，造成糧食作物中后期脫肥早衰現(xiàn)象嚴重等問題，嚴重制約了糧食生產(chǎn)的進一步發(fā)展。水肥一體化不但能夠解決水肥浪費嚴重、勞動力不足的問題而且也是當(dāng)今土地日漸集約化趨勢的需要。水肥一體化技術(shù)主要包括滴灌、微噴灌、滲灌和小管出流等形式，微噴灌因其主要噴水部件微噴帶價格便宜、使用水壓低、噴灌面積大、安裝使用簡單方便、不易堵塞等優(yōu)點在大田灌溉、施肥中使用廣泛。
　　水肥一體化微噴灌系統(tǒng)一般由水源

2、、首部系統(tǒng)、噴水部件和輸配水管網(wǎng)組成。目前國內(nèi)生產(chǎn)的水肥一體化微噴灌設(shè)備操作麻煩、體積大不易移動；在微噴帶的選擇上缺少理論依據(jù)；大部分微噴灌系統(tǒng)設(shè)計沒有考慮到田間輸配水管網(wǎng)的優(yōu)化。針對上述問題本文對大田水肥一體化微噴灌系統(tǒng)進行設(shè)計和優(yōu)化分析、田間輸配水管網(wǎng)進行優(yōu)化設(shè)計和水肥一體化微噴灌系統(tǒng)試驗研究，為水肥一體化節(jié)水省肥灌溉提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。首先是大田水肥一體化微噴灌系統(tǒng)整體方案的設(shè)計：根據(jù)大田作物灌溉和施肥的規(guī)律，微噴帶正常工作時

3、對壓力和對水質(zhì)的要求，確定大田水肥一體化微噴灌系統(tǒng)與系統(tǒng)關(guān)鍵部件的設(shè)計方案。其次是基于AMESim軟件的整體系統(tǒng)優(yōu)化分析：根據(jù)水肥一體化微噴灌系統(tǒng)原理，采用AMESim軟件對微噴灌系統(tǒng)的噴水部件微噴帶以及大田水肥一體化微噴灌系統(tǒng)優(yōu)化分析，為微噴帶的選型、每組幾條微噴帶同時灌溉以及在有坡度的大田中微噴灌系統(tǒng)的布置方式提供理論基礎(chǔ)。然后是采用ANSYS軟件中的Fluent模塊優(yōu)化主管道的彎曲形狀和分析風(fēng)對微噴帶噴灑均勻性的影響：研究了肥料母

4、液和灌溉水在不同彎曲形狀的主管道內(nèi)混合的情況以及對微噴帶在不同風(fēng)速下噴水的仿真計算，得到不同風(fēng)速對微噴灌帶噴水均勻性的影響情況，為水肥一體化微噴灌系統(tǒng)實際工作提供理論依據(jù)。接著是田間輸配水管網(wǎng)的遺傳算法優(yōu)化布置：運用樹狀管網(wǎng)輸配水，利用Matlab軟件以及遺傳算法，結(jié)合泰安市高家莊村輸配水管道灌溉工程，對大田輸配水管網(wǎng)進行優(yōu)化，以求得大田輸配水管網(wǎng)布置最小的投資方案。最后是于大田水肥一體化微噴灌系統(tǒng)試驗研究：按照設(shè)計的微噴帶鋪設(shè)方案在試