1、 D4 D5 D6 D7 D8 0.067 0.052 0.042 0.035 <0.031 10 15 14、15、19、23 11 0 1 1 1 4 0 4 4 4 16 3 討論 3.1 毛管泥沙淤積規律原因分析 泥沙在支管中不同的運動狀態直接導致了輸送到各毛管泥沙量的不同。當粒徑為 0.138-0.067mm 時，此時支管中的泥沙存在推移質時，水流經第 1 條毛管分流，底部推移質大部分隨分流流入毛管， 使得進入第 1 條毛管的泥沙最多，在經過第 2 條毛管時，因含沙量降低，使得進入第 2 條毛管的泥沙 減少，之后經過第 3、4 條毛管分流，進入第 3、4 條毛管的泥沙量依次減少

2、；當粒徑<0.052mm 時， 此時泥沙均勻懸浮，經毛管分流，進入毛管的泥沙量基本與水流流量呈正比，所以 5 條毛管中的泥沙 淤積量相對均勻，在粒徑<0.052mm 時，雖然此時毛管泥沙淤積量較粒徑大時均勻，但仍有細微的變 化規律。毛管中的泥沙淤積量先略微增大，而后略微減少，這是因為當支管水流經過第 1 條毛管分流 之后，流量減少，流速降低，部分原來以懸移質存在的泥沙變為推移質，故流經第 2 條毛管時，泥沙 淤積量反而略微增大，之后因水流含沙量有所降低，使得進入第 3、4、5 條毛管的泥沙略微減少。因 相鄰毛管間距較短，泥沙從懸移質變為推移質的量較少，大部分泥沙仍以懸移質形式存在，

3、所以在粒 徑<0.052mm 情況下，毛管中泥沙淤積量略有變化，但仍比較均勻。 3.2 堵塞機理分析 由表 6 可以看出，除了 D8 組，剩余組基本都是隨著泥沙粒徑的減少，堵塞灌水器的個數相應減 少，上述結果表明，泥沙粒徑大小仍是灌水器堵塞的主要原因，粒徑越大越容易堵塞，這與部分研究 結果存在一定的差異性，劉璐等1認為灌水器堵塞存在敏感粒徑，粒徑在 0.031-0.038mm 的泥沙顆粒 更容易堵塞，而不在此范圍的泥沙顆粒相對不易堵塞。分析原因認為劉璐等人的研究是將小于 0.1mm 泥沙經過研磨震蕩過篩分組，如此得到的各組泥沙顆粒附有細小黏性顆粒無法去除，而此部分黏性顆 粒將會影響其他泥

4、沙顆粒在水流中的流動特性， 敏感粒徑更容易堵塞可能是黏性顆粒與非黏性顆粒綜 合作用的結果，而本研究泥沙分組采用的是水篩法，每組泥沙在經過震蕩后加水充分攪拌，吸附在大 顆粒泥沙上的黏性顆粒隨水流從篩孔流出，故得到的泥沙顆粒不受黏性顆粒的影響。灌水器堵塞形式 具有一定規律性，即粒徑較大的 D1、D2 組，主要發生的是突然堵塞，且都是發生在第 1、2 條毛管， 而 D8 組主要發生的是逐漸堵塞，這主要是由于 D1、D2 組，粒徑較大時，輸入第 1、2 條毛管的推移 質泥沙較多，從圖 2 可以看出，堵塞形式可能是推移質形式的泥沙遇到灌水器在毛管中的接頭，在接 頭的前端不斷淤積，當堆積高度超出接頭高度時

5、，大量的推移質泥沙通過接頭進入灌水器，導致灌水 器突然堵塞，而隨著泥沙粒徑的減少，更多泥沙由推移質變為懸移質，泥沙更容易從灌水器流道中排 出，故灌水器不易堵塞。而 D8 組出現了較多逐漸堵塞的灌水器，這是因為 D8 組泥沙粒徑少于 0.031mm，此時泥沙粒徑滿足了絮凝所需的粒徑條件13，泥沙通過絮凝作用形成大的絮團顆粒，絮團 顆粒隨水流在灌水器流道中逐漸堆積，造成流道堵塞，這是灌水器逐漸堵塞的主要原因。D4 組沒有 灌水器出現堵塞，主要是因為 D4 組泥沙粒徑相比 D1、D2 組，粒徑減小，泥沙顆粒更容易通過灌水 器流道隨水流流出；相比 D8 組，此粒徑泥沙超過 0.03mm 的兩倍，也不容

6、易發生絮凝現象，故中間 組的泥沙顆粒最不容易堵塞灌水器。還有一小部分灌水器是反復堵塞，這一次灌水流量降低到 75%以 下，下一次灌水又恢復流量，此種堵塞形式具有一定的偶然性和隨機性，有的因進入毛管的泥沙量較 少，可能只堵塞了灌水器流道某一拐點，下一次灌水又被沖開，如 D1 的(11號灌水器；有的雖然進 入毛管泥沙量較多，但是其粒徑較小，不足以完全堵塞灌水器流道，這次灌水堵了一段，下次又被沖 開，如 D3 的(2號灌水器和 D5 的(11號灌水器。 4 結論 （1）進入滴灌系統管路中的泥沙超過 40%淤積在毛管中，故實際灌水時，應定期沖洗毛管。 （2）可用毛管淤積分布系數來衡量泥沙在各毛管中淤積

7、的不均勻程度。粒徑越大，毛管淤積分 布系數越大，泥沙在各毛管中淤積量越不均勻。 （3）通過分析支管泥沙懸浮指數值可判斷支管中泥沙的運動狀態。當懸浮指數大于 0.325 時， 沿水流方向第 1 條毛管中的泥沙淤積量最大，而后依次減少；當懸浮指數小于 0.325 時，泥沙基本處 于均勻懸浮狀態。 （4）大顆粒泥沙在毛管底部以推移質形式運動，是造成灌水器突然堵塞的直接原因，且主要出 現在第 1、第 2 條毛管中；而細小顆粒的絮凝作用是造成灌水器逐漸堵塞的主要原因。 （5）在本研究所用灌水器條件下，應控制泥沙粒徑不超過 0.1mm，含有較多細小黏性顆粒（粒 徑小于 0.03mm 泥沙含量大于等于 2.

8、0g/L）的水流不適合使用滴灌灌溉。實際灌水時，經計算若支管 中存在推移質顆粒，則要注意及時沖洗管道，特別是第 1 條分流的毛管，最好每次灌水結束后都沖洗 一次。 參考文獻 1 劉璐，牛文全，Bob Zhou.細小泥沙粒徑對迷宮流道灌水器堵塞的影響J.農業工程學報，2012, 28(1: 87-93. Liu Lu, Niu Wenquan, Bob Zhou. Influence of sediment particle size on clogging performance of labyrinth path emitters J. Transactions of the CSAE, 2

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