Efecto y mecanismo del tratamiento de micro-nano aireación en un emisor de riego por goteo basado en aguas subterráneas
Autores: Li, Rui; Han, Qibiao; Dong, Conghui; Nan, Xi; Li, Hao; Sun, Hao; Li, Hui; Li, Peng; Hu, Yawei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Efecto y mecanismo del tratamiento de micro-nano aireación en un emisor de riego por goteo basado en aguas subterráneas
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Problema
Obstrucción del emisor
Tecnología de riego por goteo
Micro-nano burbujas
Aireación
Obstrucción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 43
Citaciones: Sin citaciones
El problema del taponamiento de los emisores se ha convertido en el principal obstáculo que restringe la aplicación y promoción de la tecnología de riego por goteo. Estudiar el proceso de taponamiento de los emisores ayuda a mejorar la eficiencia de riego y a ahorrar recursos hídricos. Un gran número de investigadores han intentado resolver el problema del taponamiento de los emisores desde muchas perspectivas. Sin embargo, se ha estudiado menos la influencia de las micro-nano burbujas, así como el bloqueo generado, en el proceso de taponamiento de los sistemas de riego por goteo. Aquí, se estudió la influencia de la aireación en el taponamiento de los emisores mediante la adición de micro-nano burbujas al agua subterránea. Se seleccionaron cuatro emisores diferentes. Se establecieron dos tratamientos, de aireación micro-nano y sin aireación, con un total de ocho conjuntos de experimentos, que se ejecutaron durante 1500 h. El grado de taponamiento de los emisores se caracterizó cuantitativamente utilizando la variación del ratio de descarga (Dra). Los coeficientes de uniformidad de Christiansen (CU) y de uniformidad estadística (CUe) se utilizaron para evaluar la influencia del taponamiento de los emisores en el rendimiento del sistema de riego por goteo. En comparación con el grupo de tratamiento sin aireación, el Dra de los emisores E1-E4 aireados disminuyó en un 64.74%, 54.22%, 64.20% y 94.69% en 800 h, respectivamente. Al mismo tiempo, el CU de los emisores E1-E4 aireados disminuyó en un 100%, 60.05%, 92.32% y 100%, mientras que el CUe de los emisores E1-E4 aireados disminuyó en un 76.64%, 53.79%, 74.11% y 100% en comparación con el grupo sin aireación. Los CU y CUe de todos los emisores bajo el tratamiento de aireación fueron menores que los del grupo de comparación. En cuanto al bloqueo, los componentes principales fueron el bloqueo físico típico SiO y el bloqueo químico CaCO. La mayoría de los bloqueos en el grupo de tratamiento sin aireación tenían una longitud de 5-10 m, mientras que los del grupo de tratamiento aireado eran generalmente menores de 5 m. El tratamiento de aireación hizo que el bloqueo fuera más fragmentado y denso y más propenso a acumularse en el canal de flujo, obstruyendo el paso del agua y, por lo tanto, intensificando el proceso de taponamiento. Como resultado, el tratamiento de aireación micro-nano aumentó el riesgo de taponamiento de los emisores, aceleró el desarrollo del bloqueo en el emisor y perturbó la uniformidad de todo el sistema de riego por goteo. Este estudio proporciona una idea de referencia para resolver el problema de bloqueo en los sistemas de riego por goteo.
Descripción
El problema del taponamiento de los emisores se ha convertido en el principal obstáculo que restringe la aplicación y promoción de la tecnología de riego por goteo. Estudiar el proceso de taponamiento de los emisores ayuda a mejorar la eficiencia de riego y a ahorrar recursos hídricos. Un gran número de investigadores han intentado resolver el problema del taponamiento de los emisores desde muchas perspectivas. Sin embargo, se ha estudiado menos la influencia de las micro-nano burbujas, así como el bloqueo generado, en el proceso de taponamiento de los sistemas de riego por goteo. Aquí, se estudió la influencia de la aireación en el taponamiento de los emisores mediante la adición de micro-nano burbujas al agua subterránea. Se seleccionaron cuatro emisores diferentes. Se establecieron dos tratamientos, de aireación micro-nano y sin aireación, con un total de ocho conjuntos de experimentos, que se ejecutaron durante 1500 h. El grado de taponamiento de los emisores se caracterizó cuantitativamente utilizando la variación del ratio de descarga (Dra). Los coeficientes de uniformidad de Christiansen (CU) y de uniformidad estadística (CUe) se utilizaron para evaluar la influencia del taponamiento de los emisores en el rendimiento del sistema de riego por goteo. En comparación con el grupo de tratamiento sin aireación, el Dra de los emisores E1-E4 aireados disminuyó en un 64.74%, 54.22%, 64.20% y 94.69% en 800 h, respectivamente. Al mismo tiempo, el CU de los emisores E1-E4 aireados disminuyó en un 100%, 60.05%, 92.32% y 100%, mientras que el CUe de los emisores E1-E4 aireados disminuyó en un 76.64%, 53.79%, 74.11% y 100% en comparación con el grupo sin aireación. Los CU y CUe de todos los emisores bajo el tratamiento de aireación fueron menores que los del grupo de comparación. En cuanto al bloqueo, los componentes principales fueron el bloqueo físico típico SiO y el bloqueo químico CaCO. La mayoría de los bloqueos en el grupo de tratamiento sin aireación tenían una longitud de 5-10 m, mientras que los del grupo de tratamiento aireado eran generalmente menores de 5 m. El tratamiento de aireación hizo que el bloqueo fuera más fragmentado y denso y más propenso a acumularse en el canal de flujo, obstruyendo el paso del agua y, por lo tanto, intensificando el proceso de taponamiento. Como resultado, el tratamiento de aireación micro-nano aumentó el riesgo de taponamiento de los emisores, aceleró el desarrollo del bloqueo en el emisor y perturbó la uniformidad de todo el sistema de riego por goteo. Este estudio proporciona una idea de referencia para resolver el problema de bloqueo en los sistemas de riego por goteo.