[發明專利]一種地下高效灌溉系統灌水器性能的綜合測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201710030554.X
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106813914B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 李云開;吳乃陽;馮吉;周云鵬;劉秀娟
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;孫楠

本發明涉及一種地下高效灌溉系統灌水器性能的綜合測試裝置及方法，其包括水源，水源出口端連接水泵，水泵將水源中的水抽出后經出水管流入過濾器內進行過濾后，一部分經第一回流管道回流至水源，另一部分經供水支管進入并聯設置的各毛管入口端；各個毛管出口端經第二回流管道連接至水源入口端，將水回流至水源；在每個毛管的末端都設置有一測試單元，各毛管經測試單元后連接至第二回流管道；位于水泵與過濾器之間的出水管上還設置有首部閥門，在第一回流管道上設置有第二調壓閥，在回流管道上設置有分流閥門；在靠近并聯設置的各個毛管入口端處的供水支管上，設置有壓力微調閥門和壓力表。本發明能很好地表現作物根系入侵堵塞、負壓吸泥堵塞等。

技術領域

本發明涉及一種地下灌溉領域中設備性能測試裝置及方法，特別是關于一種地下高效灌溉系統灌水器性能的綜合測試裝置及方法。

背景技術

地下灌溉是目前最具發展前景的一種高效灌溉方式，其主要特征在將灌水器埋于地下，通過地下管網系統將水或水肥的混合液送到作物根區土壤中，供作物吸收利用，主要包括地下滴灌、痕量灌溉、地下滲灌、負壓灌溉等幾種灌水方式。這種灌溉系統可以有效減少地表無效蒸發、保持地表干燥、改善耕作條件等優點，同時還可以很好地進行田間管理、防止毛管丟失或人為破壞等。

灌水器是地下高效灌溉系統的核心部件，其作用是將到達灌水器前毛管中的壓力水消能后，以均勻的水流，穩定的小流量滲入土壤，以滿足作物對水分的要求。灌水器性能的好壞會對整個灌溉系統的供水、施肥效率產生顯著影響，它通常包括水力性能和抗堵塞性能兩個方面。灌溉系統水力性能通常會直接受到灌水器結構類型、工作壓力等影響，然而對于地下灌溉系統灌水器水力性能還會受到土壤質地、容重、含水率等多重因素的影響。對于灌溉系統灌水器抗堵塞性能，通常指的是因為水源中顆粒物、微生物以及鹽分等的影響而產生的堵塞，然而對于地下灌溉系統，因為灌水器埋在地下，還會發生因為土壤負壓吸泥、植物根系生長等影響下的灌水器堵塞?？傮w而言，地下高效灌溉系統性能影響因素復雜，測試難度較大，已經成為目前節水灌溉系統評價領域的難點。

試驗是測試灌水器系統灌水器性能最直接和有效的方法。近年來，國內外學者圍繞灌水器性能測試開展了大量的研究工作，也開發了相應的測試系統。美國加利福利亞灌溉技術研究所、南非農業工程研究所、中國農業大學、西安理工大學等國內外研究機構都具有自己的測試平臺，例如中國農業大學研究的微灌灌水器抗堵塞和水力性能綜合測試裝置，該測試平臺既能測試灌水器的水力性能，又能測定灌水器的抗堵塞性能。然而，就地下高效灌溉系統而言，由于灌水器埋在地下，同時土壤質地、容重、含水率等多重因素也會對灌水器性能產生顯著影響，因此常規的灌水器性能測試系統與方法還難以應用于地下灌溉系統灌水器性能測試，急需開發適宜地下灌溉系統灌水器性能測試的系統與評價方法。華中科技大學研究的痕量灌溉節水性能測試系統，能夠精確獲知痕量灌溉控水頭的出水量與水壓、環境溫度和濕度間的關系，實現更全面的痕量灌溉節水測試。但是該測試系統僅考慮了水力性能測試，而未能夠實現抗堵塞性能測試，且該測試系統并未涉及到灌水器性能評價方法。如何快速、便捷地對地下灌溉中灌水器進行綜合測試，開發能夠廣泛應用于各種地下高效灌溉方式的測試裝置及其配套的評價方法，已成為目前急需解決的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種地下高效灌溉系統灌水器性能的綜合測試裝置及方法，其能測定灌水器的水力性能，綜合考慮土壤質地、容重、初始含水率以及灌水器工作壓力等因素對灌水器出流的影響；測試灌水器的抗堵塞性能，能夠很好地表現作物根系入侵堵塞、負壓吸泥堵塞等。