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今土地日漸集約化趨勢的需要。水肥一體化技術主要包括滴灌、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。目前國內生產(chǎn)的水肥一體化微噴灌設備操作麻煩、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)進行設計和優(yōu)化分析、田間輸配水管網(wǎng)進行優(yōu)化設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和科學依據(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、對壓力和對水質的要求，確定大田水肥一體化微噴灌系統(tǒng)與系統(tǒng)關鍵部件的設計方案。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。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混合的情況以及對微噴帶在不同風速下噴水的仿真計算，得到不同風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：按照設計的微噴帶鋪設方案在試