CN104351018B - 一种快速确定地下滴灌滴头流量的装置及其测量方法 - Google Patents

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Abstract

一种快速确定地下滴灌滴头流量的装置及其测量方法，利用压力测量装置实时检测滴头处的压力，通过调节供水装置的高度来调节滴头流量，从而使滴头处的压力值由正压减小到零，当滴头处的压力值为零时，滴头的流量正好与土壤的入渗能力相匹配，此时的滴头流量就是所需滴头流量值，可以准确快速地确定地下滴灌系统在不同类型土壤中的所需滴头流量值，结构简单，操作方便快捷，不会出现滴头流量过大而形成正压区的现象，也可以避免滴头流量过小导致灌水时间过长和单个滴头控制范围缩小情况的发生，不会影响滴灌系统的经济性，节约成本。

Description

一种快速确定地下滴灌滴头流量的装置及其测量方法
技术领域
本发明属于精准农业节水灌溉设备技术领域，涉及到一种快速确定地下滴灌滴头流量的装置及其测量方法。
背景技术
地下滴灌是微灌技术的一种，其灌水器埋于地下，通过灌水器直接将灌溉水和肥料输送至作物根区，可以有效减少地表蒸发，提高水的利用率。滴头流量是滴灌系统设计中的一项重要参数，是整个地下滴灌系统安全、经济、稳定运行的重要条件，而现有的方法大都是依据经验确定，由于不同的土壤入渗系数不一样，在地下滴灌系统设计中不同土壤类型需要的合适滴头流量也不同。滴头流量过大，则滴头流量大于土壤入渗能力，水来不及入渗到周围土壤中，会在滴头附近形成一个正压区。正压区的出现一方面会影响滴头流量，从而影响对灌水器的精确控制。另一方面，此时在滴灌带附近由于土壤含水量非常大，土壤呈现泥浆状，会引起滴灌带的“上浮”，从而使滴灌带偏离原来埋设的位置。滴头流量过小，则灌水时间过长，单个滴头控制范围缩小，影响滴灌系统的经济性。因此，如何准确快速地确定地下滴灌系统滴头流量的大小至关重要。
发明内容
本发明为了克服现有技术的缺陷，设计了一种快速确定地下滴灌滴头流量的装置及其测量方法，可以准确快速地确定地下滴灌系统在不同类型土壤中的所需滴头流量值，结构简单，操作方便快捷。
本发明所采用的具体技术方案是：一种快速确定地下滴灌滴头流量的装置，关键是：所述的装置包括滴灌带、压力测量装置、供水压力可变的稳定水头供水装置，供水装置的出水口处设置有管道，管道上设置有阀门，滴灌带埋设在土壤内，滴灌带的一端设置有滴头，滴头与滴灌带连通，滴灌带的另一端与管道连通，压力测量装置的测量端埋设在土壤内并与滴头相接触。
所述的压力测量装置为张力计。
所述的供水装置包括升降架、马氏瓶，马氏瓶设置在升降架上并随升降架一起升降。
所述的升降架包括底座、电机、升降平台，底座上设置有桁架，电机设置在桁架顶部的中心，升降平台上设置有钢丝绳，钢丝绳的顶部与电机的输出轴固定连接，马氏瓶设置在升降平台上并随升降平台一起升降。
所述的升降架的初始高度为300cm，马氏瓶内液面的高度不得低于50cm。
一种快速确定地下滴灌滴头流量的测量方法，关键是：所述的方法包括以下步骤：
A、将滴灌带按设计深度埋入土壤中，压力测量装置的测量端埋设在土壤内并与滴头相接触；
B、将滴灌带与管道连通；
C、将供水装置升高300cm，打开阀门，待压力测量装置的压力值恒定不变后，读取压力测量装置测得的压力值为正压4.5-15kPa；
D、将供水装置降低50-100cm，并且在该高度下持续供水30min，然后读取压力测量装置测得的压力值为正压0.5-5kPa；
E、重复进行步骤D，直至压力测量装置测得的压力值为零时，关闭阀门，不再降低供水装置，此时滴头的流量正好与土壤的入渗能力相匹配，供水装置在该压力水头下工作的滴头流量就是所需滴头流量值。
本发明的有益效果是：利用压力测量装置实时检测滴头处的压力，通过调节供水装置的高度来调节滴头流量，从而使滴头处的压力值由正压减小到零，当滴头处的压力值为零时，滴头的流量正好与土壤的入渗能力相匹配，此时的滴头流量就是所需滴头流量值，可以准确快速地确定地下滴灌系统在不同类型土壤中的所需滴头流量值，结构简单，操作方便快捷，不会出现滴头流量过大而形成正压区的现象，也可以避免滴头流量过小导致灌水时间过长和单个滴头控制范围缩小情况的发生，不会影响滴灌系统的经济性，节约成本。
附图说明
图1为本发明在具体应用时的结构示意图。
图2为本发明中升降架的具体结构示意图。
附图中，1代表升降架，101代表桁架，102代表电机，103代表钢丝绳，104代表升降平台，105代表底座，2代表马氏瓶，3代表管道，4代表开关，5代表滴灌带，6代表土壤，7代表张力计，8代表滴头。
具体实施方式
一种快速确定地下滴灌滴头流量的装置，包括滴灌带5、压力测量装置7、供水压力可变的稳定水头供水装置，供水装置的出水口处设置有管道3，管道3上设置有阀门4，滴灌带5埋设在土壤6内，滴灌带5的一端设置有滴头8，滴头8与滴灌带5连通，滴灌带5的另一端与管道3连通，压力测量装置7的测量端埋设在土壤6内并与滴头8相接触，压力测量装置7优选为张力计。供水装置优选为升降架1和马氏瓶2的组合，马氏瓶2设置在升降架1上并随升降架1一起升降。升降架1的初始高度为300cm，马氏瓶2内液面的高度不得低于50cm。
所述的升降架1包括底座105、电机102、升降平台104，底座105上设置有桁架101，电机102设置在桁架101顶部的中心，升降平台104上设置有钢丝绳103，钢丝绳103的顶部与电机102的输出轴固定连接，利用钢丝绳103将升降平台104吊装起来，马氏瓶2设置在升降平台104上并随升降平台104一起升降，底座105底部设置有行走轮，使升降架1移动方便。
一种快速确定地下滴灌滴头流量的测量方法，包括以下步骤：
A、将滴灌带5按设计深度埋入土壤6中，压力测量装置7的测量端埋设在土壤6内并与滴头8相接触；
B、将滴灌带5与管道3连通；
C、打开电机102，钢丝绳103带动升降平台104升高300cm，从而使马氏瓶2升高300cm，打开阀门4，待压力测量装置7的压力值恒定不变后，读取压力测量装置7测得的压力值为正压4.5-15kPa；
D、将升降平台104降低50-100cm，并且在该高度下持续供水30min，然后读取压力测量装置7测得的压力值为正压0.5-5kPa；
E、重复进行步骤D，直至压力测量装置7测得的压力值为零时，关闭阀门4，不再降低供水装置，此时滴头8的流量正好与土壤6的入渗能力相匹配，供水装置在该压力水头下工作的滴头流量就是所需滴头流量值。
实施例1、在土壤相同的同一块土地上选择三个地点进行测试，分别为第一测试点、第二测试点、第三测试点，三个测试点的滴管带5埋设深度相同，升降架1的初始高度、马氏瓶2内液面的初始高度都相同，升降架1的升高高度也相同，分别降低升降架1的高度直至压力测量装置7测得的压力值为零时为止，分别得出一个所需滴头流量值，如表1所示：
表1
测试点 所需滴头流量值
第一测试点 0.76L/h
第二测试点 0.82L/h
第三测试点 0.79L/h
由表1中的数据可知，所得的三个数值虽然不完全相同，但是误差范围较小，说明利用这种方法得到的所需滴头流量值与该土壤的入渗能力相符合，是我们所需的数值。
实施例2、在与实施例1土壤不同的另一块土地上进行与实施例1相同的实验，得出的三个所需流量值如表2所示：
表2
测试点 所需滴头流量值
第一测试点 1.37L/h
第二测试点 1.35L/h
第三测试点 1.41L/h
由表2中的数据可知，所得的三个数值虽然不完全相同，但是误差范围较小，说明利用这种方法得到的所需滴头流量值与该土壤的入渗能力相符合，是我们所需的数值。

Claims (5)

1.一种快速确定地下滴灌滴头流量的装置，其特征在于：所述的装置包括滴灌带(5)、压力测量装置(7)、供水压力可变的稳定水头供水装置，供水装置的出水口处设置有管道(3)，管道(3)上设置有阀门(4)，滴灌带(5)埋设在土壤(6)内，滴灌带(5)的一端设置有滴头(8)，滴头(8)与滴灌带(5)连通，滴灌带(5)的另一端与管道(3)连通，压力测量装置(7)的测量端埋设在土壤(6)内并与滴头(8)相接触，所述的供水装置包括升降架(1)、马氏瓶(2)，马氏瓶(2)设置在升降架(1)上并随升降架(1)一起升降。
2.根据权利要求1所述的一种快速确定地下滴灌滴头流量的装置，其特征在于：所述的压力测量装置(7)为张力计。
3.根据权利要求1所述的一种快速确定地下滴灌滴头流量的装置，其特征在于：所述的升降架(1)包括底座(105)、电机(102)、升降平台(104)，底座(105)上设置有桁架(101)，电机(102)设置在桁架(101)顶部的中心，升降平台(104)上设置有钢丝绳(103)，钢丝绳(103)的顶部与电机(102)的输出轴固定连接，马氏瓶(2)设置在升降平台(104)上并随升降平台(104)一起升降。
4.根据权利要求1所述的一种快速确定地下滴灌滴头流量的装置，其特征在于：所述的升降架(1)的初始高度为400cm，马氏瓶(2)内液面的高度不得低于50cm。
5.一种使用如权利要求1所述的快速确定地下滴灌滴头流量的装置的测量方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：
A、将滴灌带(5)按设计深度埋入土壤(6)中，压力测量装置(7)的测量端埋设在土壤(6)内并与滴头(8)相接触；
B、将滴灌带(5)与管道(3)连通；
C、将供水装置升高300cm，打开阀门(4)，待压力测量装置(7)的压力值恒定不变后，读取压力测量装置(7)测得的压力值为正压4.5-15kPa；
D、将供水装置降低50-100cm，并且在该高度下持续供水30min，然后读取压力测量装置(7)测得的压力值为正压0.5-5kPa；
E、重复进行步骤D，直至压力测量装置(7)测得的压力值为零时，关闭阀门(4)，不再降低供水装置，此时滴头(8)的流量正好与土壤(6)的入渗能力相匹配，供水装置在该压力水头下工作的滴头流量就是所需滴头流量值。
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