坐水播种土壤水分入渗研究

坐水播种土壤水分入渗研究

青苡任[1]2016年在《玉米穴灌播种机施水装置的设计与试验》文中进行了进一步梳理我国水资源短缺,干旱半干旱地区春旱严重,黑龙江地区玉米种植面积广阔,干旱发生频繁,这严重影响着农业生产。坐水播种技术是一种有效抵御春旱的节水抗旱措施,且穴灌坐水播种技术能实现最大程度的节水省水。然而机械化穴灌坐水播种技术目前研究较少,并存在着结构复杂,施水困难,施水量不足,适用性不广泛等问题,本文针对以上问题对开沟式穴灌间歇施水装置进行了设计与研究。首先通过室内玉米种植试验确定出适宜玉米出苗的土壤含水率范围为20.73%—25.13%,并进行人工模拟开沟式穴灌施水试验,建立了土壤湿润区形状的数学模型,且对灌溉水再分布后的土壤含水率进行了测量,结果显示150mL灌水量下的湿土块土壤含水率满足种子出苗要求,故确定其为合理穴施水量。根据流体力学分析,确定了推杆活塞式注水方案,其出水机构采用单向压力控制阀原理,驱动装置采用固定滑道式推杆机构,结构简单紧凑,可精确实现推杆的运动规律从而满足间歇施水的要求,且压力注水的方式解决了施水量受机组运动速度与水箱水位变化影响的问题。并运用MATLAB软件对驱动装置关键部件的参数进行优化设计,对机构的运动进行仿真分析,优化设计出各杆长度分别为42.00mm,27.17mm,115.11mm,并对其传动特性进行检验,得出凸轮最大压力角为33.16°,从动杆最大传动压力角为22.34°,均小于许用压角。然后对施水装置的结构尺寸进行设计,并建立UG叁维模型进行动态仿真分析,仿真结果显示机构运动无干涉,运动规律与MATLAB仿真结果相符,并通过动力学仿真对机构关键部位的受力进行分析,对关键受力杆进行UG有限元分析,结果显示机构结构设计合理,强度符合要求。最后制作试验样机进行土槽室内试验,检验施水装置的施水性能。试验结果表明穴施水量合理,且受机具作业速度影响不大,总平均穴施水量为152.9mL,种水同位合格率达88.9%以上。

单慧勇[2]2001年在《坐水播种土壤水分入渗研究》文中指出本文研究内容为坐水播种情况下土壤水分入渗的数值模拟,这是进一步研究水分再分布过程,综合评价坐水播种技术的基础。 以土壤水动力学为理论基础,本文对坐水播种时水分入渗的物理过程进行分析,建立数学模型;完成有限元方法求解的理论推导,采用Matlab语言进行编程计算;并用第一类边界条件下垂直入渗问题的Philp解对所建数学模型和计算方法进行了初步验证。 测定试验田内土壤水分运动有关参数,采用所得参数对入渗过程进行数值模拟,与入渗试验结果相比较,进一步检验模型的适用性;应用该数值模型,分析了土壤初始含水率、种沟宽度、回土量等因素对水分入渗的影响,并对回土量的选择进行了讨论。

单慧勇, 卫勇, 张文焕[3]2003年在《坐水播种土壤水分入渗的数值模拟》文中指出以土壤水动力学为理论基础,对坐水播种土壤水分入渗物理过程进行分析,建立其水分入渗的数学模型,并用有限元方法求解。通过室内入渗试验,检验数学模型的适用性。应用该数值模型,分析了土壤初始含水率、种沟宽度、回土量等因素对水分入渗的影响,并对回土量的选择进行了讨论。

郭维东, 李宝筏, 纪志军, 姜亦锋, 颜凡臣[4]2001年在《坐水播种时耕层土壤水分入渗的二维数值模拟》文中认为描述了坐水播种时土壤水分入渗的物理过程 ,根据非饱和土壤水运动理论 ,对其建立了二维数学模型 ,用交替隐式差分法进行了求解 ,并用室内试验验证了数值模拟结果。通过对模拟结果的分析 ,说明了回土量、较低土壤初始含水率以及种沟宽度对入渗过程的影响 ,由此提出了坐水播种实践中控制回土量的 3个条件。

李子强, 郭维东, 杨天恩[5]2006年在《坐水播种时耕层土壤水分再分布的数值分析》文中指出利用朝阳县的旱地土壤取得基本参数后,应用数学模型计算了坐水播种时耕层土壤水分再分布时的土壤湿润状况参数,通过数值分析揭示了坐水播种湿润锋运动和土壤含水率的变化规律。结果显示:湿润锋运动速度和土壤含水率的变化速度都是由快逐渐减慢,所形成的湿润区近似一个球冠体;土壤含水率中的最大值出现在沟底附近;并提出可以用历时7 d的土壤湿润状况参数作为衡量坐水播种灌水质量的指标。

青苡任, 车刚, 万霖, 张燕梁, 青月光[6]2016年在《我国旱作地区坐水播种机械的研究》文中提出坐水播种机械是我国典型的行走式节水灌溉机具,适用于我国北方干旱、半干旱地区抗旱播种,抗旱增产效果明显。为此,介绍了机械化坐水播种技术的原理、产生及发展,分析了我国坐水播种机械的研究与应用现状,探讨了我国穴灌坐水播种的主要机型及技术特点。同时,针对目前穴灌坐水播种机存在的问题,提出了我国坐水播种机械的发展研究方向。

陶延怀, 司振江, 孙艳玲, 黄彦[7]2007年在《半干旱区机械化节水抗旱技术的模型构建及应用》文中研究指明1 机械化节水抗旱模型的构建试验表明,振动深松后较深松前水分不仅入渗速率加大,而且入渗量也加大,能够接纳较大雨强的降雨而不产生地表径流。土壤蓄水量与土壤的叁相结构有直接的关系,理想的叁相结构是气相与液相之和等于固相。根据土壤蓄水量的计算式(1),可计算土壤深松前后,土壤蓄水量。

参考文献:

[1]. 玉米穴灌播种机施水装置的设计与试验[D]. 青苡任. 黑龙江八一农垦大学. 2016

[2]. 坐水播种土壤水分入渗研究[D]. 单慧勇. 山西农业大学. 2001

[3]. 坐水播种土壤水分入渗的数值模拟[J]. 单慧勇, 卫勇, 张文焕. 天津农学院学报. 2003

[4]. 坐水播种时耕层土壤水分入渗的二维数值模拟[J]. 郭维东, 李宝筏, 纪志军, 姜亦锋, 颜凡臣. 农业工程学报. 2001

[5]. 坐水播种时耕层土壤水分再分布的数值分析[J]. 李子强, 郭维东, 杨天恩. 安徽农业科学. 2006

[6]. 我国旱作地区坐水播种机械的研究[J]. 青苡任, 车刚, 万霖, 张燕梁, 青月光. 农机化研究. 2016

[7]. 半干旱区机械化节水抗旱技术的模型构建及应用[J]. 陶延怀, 司振江, 孙艳玲, 黄彦. 灌溉排水学报. 2007

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