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滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞過程、機理與控制

包郵 滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞過程、機理與控制

作者:李云開 等
出版社:科學出版社出版時間:2018-01-01
開本: 其他 頁數(shù): 872
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滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞過程、機理與控制 版權信息

滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞過程、機理與控制 內(nèi)容簡介

綜合利用農(nóng)田水利學、計算流體力學、環(huán)境微生物學、土壤物理等多學科理論與研究方法,通過連續(xù)多年的室內(nèi)外試驗和現(xiàn)代精細測試方法,針對地下水、黃河水、再生水和微咸水等多水源水質特征,定量表征了滴灌灌水器堵塞發(fā)生特征,提出了灌水器抗堵塞能力快速評價方法。建立了堵塞物質測試體系,確定了其組分特征及其影響因素、效應與途徑,確了堵塞物質組分與灌水器堵塞間的定量關系,建立了堵塞物質組分生長動力學模型,揭示了灌水器物理-化學-生物堵塞誘發(fā)機理及耦合作用機制。基于此,從過濾器合理選型配置、沉沙池設計、系統(tǒng)運行方式、周期加氯+毛管沖洗、微生物拮抗、電化學除垢等多途徑構建了灌水器堵塞控制方法,集成技術體系及應用模式。

滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞過程、機理與控制 目錄

目錄序前言第1章緒論11.1滴灌技術及其應用前景11.1.1滴灌技術及其發(fā)展過程11.1.2滴灌技術主要應用區(qū)域與主要對象31.1.3滴灌技術應用前景與發(fā)展態(tài)勢41.2滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞特性及機理41.2.1滴灌系統(tǒng)灌水器物理堵塞特性與形成機理51.2.2滴灌系統(tǒng)灌水器化學堵塞特性與形成機理61.2.3滴灌系統(tǒng)灌水器生物堵塞特性與形成機理81.2.4滴灌系統(tǒng)灌水器物理\|化學\|生物堵塞耦合作用機理91.3滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞控制技術與方法101.3.1滴灌系統(tǒng)灌水器抗堵塞產(chǎn)品開發(fā)101.3.2滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞控制的顆粒物沉淀\|過濾處理131.3.3滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞控制的加酸、加氯配合毛管沖洗方法141.3.4滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞控制的新途徑141.4我國滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞研究的新問題與新挑戰(zhàn)151.4.1我國滴灌水源多元化使得灌水器堵塞風險急劇增加151.4.2滴灌系統(tǒng)功能提升對灌水器抗堵塞能力提出更高要求161.5滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞機理與控制研究的總體思路171.5.1滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞機理與控制研究的目標171.5.2滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞機理與控制研究的總體框架體系181.5.3滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞機理與控制研究的主要內(nèi)容181.6作者研究團隊灌水器堵塞機理與控制研究取得的主要進展201.6.1滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞發(fā)生特性與快速預估方法201.6.2滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞誘發(fā)、生長及調(diào)控機理221.6.3滴灌系統(tǒng)高效抗堵塞灌水器設計理論與方法261.6.4滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞控制的技術與方法291.6.5復雜水源滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞控制技術體系與應用模式31參考文獻32第2章滴灌系統(tǒng)灌水器性能評價與結構特征372.1滴灌系統(tǒng)灌水器研發(fā)歷程372.1.1國外灌水器研發(fā)歷程372.1.2我國灌水器研發(fā)歷程382.1.3灌水器產(chǎn)品發(fā)展趨勢392.2滴灌系統(tǒng)灌水器典型產(chǎn)品結構分析412.2.1灌水器主要構成部分412.2.2壓力補償式灌水器442.2.3非壓力補償式灌水器452.3滴灌系統(tǒng)灌水器流量及其影響因素482.3.1灌水器流量\|壓力關系482.3.2灌水器制造偏差502.3.3灌水器流量對滴灌水溫的敏感性512.3.4堵塞對灌水器流量的影響512.4滴灌系統(tǒng)灌水器典型產(chǎn)品水力性能與宏觀水力學特性522.4.1灌水器結構形式對水力性能的影響522.4.2灌水器流道幾何參數(shù)對水力性能的影響542.4.3灌水器宏觀水力學特性與消能機理56參考文獻623.1滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞評價指標體系643.1.1單個灌水器堵塞軌跡跟蹤評價指標643.1.2系統(tǒng)多個灌水器堵塞統(tǒng)計評價指標653.1.3灌水器堵塞率分布評價指標663.2滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞測試方法與裝置663.2.1滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞測試方法663.2.2滴灌系統(tǒng)灌水器性能平臺技術指標要求683.2.3智能式滴灌系統(tǒng)灌水器抗堵塞性能綜合測試平臺693.2.4灌水器抗堵塞性能原位加速測試平臺733.3滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞行為的原位加速測試方法753.3.1試驗概況753.3.2加速測試方法對灌水器堵塞行為的影響763.4灌溉水溫對灌水器流量的影響及校正953.4.1試驗概況953.4.2灌溉水溫對非壓力補償式灌水器流量的影響及校正983.4.3灌溉水溫對壓力補償式灌水器流量的影響因素分析1083.5小結1123.5.1材料與方法1183.5.2灌水器相對平均流量及灌水均勻度動態(tài)變化特征1193.5.3灌水器堵塞發(fā)生的隨機性1233.5.4灌水器堵塞率分布動態(tài)變化特征1273.6滴灌系統(tǒng)灌水器復合堵塞行為與特征1283.6.1材料與方法1283.6.2單個灌水器堵塞發(fā)生隨機性評價1313.6.3單個灌水器堵塞發(fā)生可恢復性評價1353.6.4滴灌系統(tǒng)堵塞發(fā)生的持續(xù)性1373.7小結141參考文獻113第4章滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞行為及主要特征1154.1滴灌系統(tǒng)灌水器生物堵塞行為與特性1154.1.1試驗概況1154.1.2灌水器平均相對流量動態(tài)變化特征1184.1.3灌水器灌水均勻度動態(tài)變化特征1194.1.4灌水器堵塞率沿毛管分布特征1214.2滴灌系統(tǒng)灌水器化學堵塞行為與特征1254.2.1試驗概況1254.2.2單個灌水器堵塞發(fā)生的隨機性評價1264.2.3毛管上灌水器堵塞的持續(xù)性1284.2.4不同類型灌水器堵塞率沿毛管分布特征1324.2.5不同礦化度下毛管堵塞率分布對水力性能的影響1344.3滴灌系統(tǒng)灌水器復合堵塞行為與特征1364.3.1試驗概況1364.3.2單個灌水器堵塞發(fā)生隨機性評價1384.3.3單個灌水器堵塞發(fā)生可恢復性評價1414.3.4滴灌系統(tǒng)堵塞發(fā)生的持續(xù)性1444.3.5不同堵塞類型下灌水器堵塞發(fā)生特性的差異1484.4灌水器堵塞特性評估指標之間的定量關系1494.4.1水質對灌水器堵塞特性評估指標之間關系的影響1494.4.2不同類型灌水器對灌水器堵塞特性評估指標之間關系的影響1534.5小結156參考文獻1575.1灌水器堵塞物質提取方法1585.2堵塞物質物理組分分析方法1595.2.1顆粒物干重分析方法1595.2.2顆粒物粒徑組成分析方法1595.3堵塞物質化學組分分析方法1595.3.1元素組成的SEM\|EDS聯(lián)合應用分析方法1595.3.2礦物組分的X射線衍射儀分析方法1605.4堵塞物質生物組分分析方法1615.4.1黏性胞外聚合物分析方法1615.4.2微生物群落結構的PLFAs生物標記分析方法1625.4.3微生物群落結構的PCR\|DGGE測試方法1635.4.4微生物群落結構的高通量測序分析方法1665.5堵塞物質表面形貌與空間分布測試方法1685.5.1堵塞物質表面特征的環(huán)境掃描電子顯微鏡測試方法1685.5.2堵塞物質表面三維形貌的白光干涉形貌儀測試方法1685.5.3堵塞物質空間分布的高精度計算機斷層掃描無損測試方法169參考文獻173第6章滴灌系統(tǒng)灌水器內(nèi)部堵塞物質多尺度分布特征1756.1滴灌系統(tǒng)灌水器內(nèi)部生物堵塞物質元素組成及二維形貌特征1756.1.1灌水器流道主體以及進出口生物堵塞物質元素組成分析1756.1.2基于ESEM的灌水器生物堵塞物質二維形貌1876.2滴灌系統(tǒng)灌水器內(nèi)部生物堵塞物質表面三維形貌特征1916.2.1取樣方法與監(jiān)測點位1916.2.2流道結構單元局部微域生物堵塞物質表面形貌特征1926.2.3流道單元段內(nèi)部生物堵塞物質表面形貌變化規(guī)律1966.2.4流道多級單元段內(nèi)部生物堵塞物質表面形貌變化規(guī)律1996.2.5流道入口與出口生物堵塞物質表面形貌特征及動態(tài)變化規(guī)律2016.3再生水滴灌系統(tǒng)灌水器內(nèi)部生物堵塞物質多尺度分布2036.3.1材料與方法2036.3.2灌水器內(nèi)部生物堵塞物質空間分布的整體表現(xiàn)2036.3.3不同堵塞程度下灌水器流道內(nèi)部生物堵塞物質空間分布2076.3.4不同類型灌水器流道內(nèi)部生物堵塞物質空間分布2126.4多水源滴灌灌水器內(nèi)部堵塞物質三維空間分布2186.4.1不同堵塞程度灌水器堵塞物質空間分布2186.4.2不同毛管位置灌水器堵塞物質空間分布2266.5滴灌系統(tǒng)灌水器流道局域水動力-生物堵塞物質耦合作用機制2356.5.1試驗概況2356.5.2流道局域水動力學特征對生物堵塞物質生長時空分布的影響2366.5.3壁面附著生物堵塞物質生長對復雜流道局域水動力學特征的影響2376.5.4流道近壁面水力剪切力與生物堵塞物質局域厚度的相關關系及流道優(yōu)化方法2386.6小結239參考文獻2407.1滴灌水源顆粒物表面形貌及其對生物堵塞物質的影響2417.1.1再生水水源及其分形特征2417.1.2再生水水源顆粒物表面形貌及其分布特征2437.1.3再生水顆粒物與生物堵塞物質組分的相似性2487.2滴灌系統(tǒng)灌水器類型對生物堵塞物質形成過程的影響2527.2.1試驗概況2527.2.2灌水器類型對固體顆粒物形成過程的影響2527.2.3灌水器類型對胞外聚合物形成過程的影響2537.2.4灌水器類型對PLFAs形成過程的影響2557.3滴灌系統(tǒng)灌水器流道深度對生物堵塞物質形成過程的影響2577.3.1試驗概況2577.3.2灌水器流道深度對固體顆粒物形成過程的影響2577.3.3灌水器流道深度對胞外聚合物形成過程的影響2587.3.4灌水器流道深度對PLFAs形成過程的影響2597.3.5灌水器流道深度對表面形貌的影響2607.4堵塞物質微生物群落對灌水器堵塞的影響效應與機理2667.4.1試驗概況2667.4.2灌水器堵塞物質PLFAs動態(tài)變化特征2697.4.3灌水器堵塞物質微生物種類及優(yōu)勢菌2717.4.4堵塞物質微生物多樣性與灌水器堵塞的關系2747.5滴灌系統(tǒng)灌水器生物堵塞物質特征組分形成動力學過程與模擬2767.5.1特征組分形成動力學模型假設與構建2767.5.2灌水器生物堵塞物質固體顆粒物形成動力學過程模擬2777.5.3灌水器生物堵塞物質胞外聚合物形成動力學過程模擬2797.5.4灌水器生物堵塞物質磷脂脂肪酸形成動力學過程模擬2817.6灌水器內(nèi)部生物堵塞誘發(fā)機制與路徑分析2847.6.1試驗概況2847.6.2灌水器內(nèi)部固體顆粒物形成與堵塞程度之間的定量關系2857.6.3灌水器內(nèi)部胞外聚合物形成與堵塞程度之間的定量關系2867.6.4灌水器內(nèi)部磷脂脂肪酸形成與堵塞程度之間的定量關系2877.6.5灌水器生物堵塞誘發(fā)因素的路徑分析2887.7小結290參考文獻2908.1化學堵塞關鍵組分及其動態(tài)變化2928.1.1試驗概況2928.1.2不同礦化度水質變化2938.1.3灌水器化學堵塞物質主要礦物組分動態(tài)變化特征2948.1.4灌水器化學堵塞物質總量動態(tài)變化特征2958.1.5不同礦化度下灌水器內(nèi)部堵塞物質組分的動態(tài)變化2958.1.6不同礦化度下灌水器內(nèi)部主要礦物組分與灌水器堵塞程度的相關關系分析2988.1.7不同礦化度下灌水器內(nèi)部主要礦物組分累積量變化的相關關系分析2998.1.8不同礦化度下灌水器堵塞物質的表觀形貌及粒徑分析3008.1.9不同灌水器類型對化學堵塞物質的影響機理3018.2水源中多離子共存對碳酸鈣析晶污垢形成的影響3028.2.1試驗概況302
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滴灌系統(tǒng)灌水器堵塞過程、機理與控制 作者簡介

李云開,工學博士、教授,中國農(nóng)業(yè)大學水利與土木工程學院院長、農(nóng)業(yè)節(jié)水與水資源教育部工程研究中心主任,入選教育部長江學者特聘教授、全國優(yōu)秀科技工作者。兼任Irrigation Science副主編以及Agricultural WaterManagemenr等10余個國內(nèi)外學術期刊編委。重點圍繞精量高效滴灌技術、裝備與系統(tǒng)智慧管控等開展研究,先后主持國家自然科學基金重點項目和面上項目、國家重點研發(fā)計劃項目課題、水利部公益性行業(yè)專項科研經(jīng)費項目等40余項。在Nature、Nature Communications、Water Research、Soil Biology and Biochemistry、《水利學報〉等國內(nèi)外刊物以第一作者或通訊作者(含共同)發(fā)表的論文被SCI收錄112篇,連續(xù)多年入選愛思唯爾(Elsevier )“中國高被引學者”;出版專著2部,均獲國家科學技術學術著作出版基金資助;以第一發(fā)明人獲授權美國發(fā)明專利2項、中國發(fā)明專利52項。科研成果獲國家科技進步獎二等獎1項、北京市科學技術獎等省部級一等獎5項、中國專利優(yōu)秀獎3項。

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