Page 129 - 2025年第56卷第11期

注：1. 水源；2. 搅拌机；3. 立式离心泵；4. 闸阀；5. 压力表；6. 球阀；7. 滴灌带；8. 弯头；9. 自动冲洗阀；
10. 量杯；11. 卧式离心泵；12. 回水槽。蓝色箭头代表水流方向。
图 3 自动冲洗滴灌系统测试平台

2.3 试验方法 本研究设置 4 个处理，包括安装了 3 种 AFV 的处理以及无 AFV 的对照处理（CK），每
个处理设置 3 个重复。试验采用室内短周期间歇测试方法 ［27-28］ ，研究含沙水条件下 AFV 水力性能的变
化规律以及 FD 对灌水器出水流量的影响规律，每日运行 10 h，具体步骤如下：
S1：8：00—8：10，打开搅拌机，运行 10 min；
S2：8：10—8：20，启动离心泵，AFV 开始冲洗，测试 AFV 水力性能。冲洗结束后，用电子天平
（精度 0.01 g）称量量杯中收集到的水沙混合物质量；
S3：8：20—8：30，调节平台入口压力 H 为 0.10 MPa，待压力稳定后，在滴灌带的前、中和后部
各取 20 个灌水器，在 60 个被测灌水器下方放置量杯测试出水流量，测试时间为 5 min；
S4：8：30—18：30，滴灌系统在 H = 0.10 MPa 下持续运行 10 h，在试验结束前 10 min，采用 S3 步
骤测试 60 个灌水器的出水流量，测试时间为 5 min；
S5：18：30—次日 8：00，关闭水泵和搅拌机。
为保证水源含沙量在试验过程中尽量保持不变与均匀，试验期间搅拌机持续工作，测试平台采用
循环水。利用图 3 中的回水槽收集灌水器排出的水和沙，汇集到回水箱中，由卧式离心泵注入水源。
S2—S4 步骤中收集到的冲洗阀和灌水器排出的泥沙在测完含量和粒径级配后倒回水源。此外，第 10、
20 和 30 次测试结束后，测定水源中剩余泥沙量后用清水冲洗测试平台，并进行水源泥沙的重新配置。
每日 AFV 冲洗结束后采集水源水样，采用烘干称重法测定水源泥沙含量，水源泥沙含量的变化范围为
-3.8% ~ -0.9%。
对于 CK 和 ND-15，灌水器在运行 27 d 和 17 d 时完全堵塞，试验结束。对于 FA-40 和 FA-80，运
行时间 T 均为 40 d，对应的 ND-15、FA-40 和 FA-80 的冲洗次数（n）分别为 17、40 和 40 次。通过加入
水源的泥沙量与剩余量，可计算 CK、ND-15、FA-40 和 FA-80 处理在试验过程输入滴灌带的泥沙量 M
分别为 1400、698、1599 和 1599 g。
2.4 测试指标
2.4.1 AFV 水力性能 在 S2 步骤中，AFV 水力性能包括 FD、FQ 和 FV。其中，FD 通过秒表测定。每
次冲洗结束后，量杯收集的含沙水混合质量为 m ，静置 1 h 后缓慢倒出大部分上层清液，将量杯在
1
105 ℃温度下烘干 10 h 后的质量为 m ，m 与量杯质量 m 的差值为第 i 次冲洗时 AFV 排出泥沙干重 m ，
2 2 3 i
2［21］
/
FQ = （m -m ）1000，FV = FQ/（FD×S ），S 为滴灌带截面积，为 201 mm 。
1 2 d d
在 AFV 运行过程中，FD、FQ 和 FV 随 n 的离散程度采用变异系数 C 来表征，计算见式（1）—（3），
v
C 越小，表明 AFV 运行越稳定。
v
σ x
C v = （1）
μ x
— 1520 —