圆形喷灌机变量灌溉系统水量分布特性田间评估

摘要

灌水均匀系数是衡量水量分布均匀性的指标,也是圆形喷灌机变量灌溉系统性能评价的重要参数.本文通过在圆形喷灌机中安装电磁阀、压力调节器、变频器及变量灌溉控制系统,搭建了圆形喷灌机变量灌溉自动控制平台,进行了均匀灌溉、喷头部分开启式变量灌溉和脉冲式变量灌溉的水量分布田间测试,定量评估了变量灌溉对喷灌机水量分布特性的影响.结果表明,均匀灌溉条件下,当喷灌机行走速度百分数为20％～100％时,沿径向修正赫尔曼-海因均匀系数CUHH和分布均匀系数DUlq变化范围分别为92％～94％和87％～89％,行走速度的影响很小.沿喷灌机旋转方向(周向),CUHH=95％,DUlq=93％,与喷灌机行走速度和测量位置关系不大.通过控制喷灌机行走速度可以获得准确的灌溉水深.变量灌溉条件下,喷灌机周向水量均匀性不变,但径向水量均匀性降低.喷头部分开启式变量灌溉,径向CUHH和DUlq分别降低10和19个百分点,降低程度与喷头分组数呈正相关.脉冲式变量灌溉,径向CUHH和DUlq分别降低9和12个百分点,降低程度与相邻管理区内的灌水深度差呈正相关.为保证变量灌溉管理区内的径向CUHH≥85％,喷头部分开启式变量灌溉需在管理区间设置4～8m的保护区,脉冲式变量灌溉需设置0～4m的保护区.变量灌溉条件下通过调整喷灌机行走速度控制灌溉水深的精度与喷灌机行走速度和电磁阀开闭占空比有关,喷头部分开启式变量灌溉灌水深度平均低估0.48mm,脉冲式变量灌溉平均低估1.46mm.