從1900年到2100年,全球范圍的農(nóng)業(yè)部門(mén)的淡水消耗量最高,。在中國(guó),,農(nóng)業(yè)灌溉用水約占其用水總量的63%,但實(shí)際使用的灌溉用水僅占45%,,這意味著水資源的嚴(yán)重浪費(fèi),,突出了中國(guó)水資源短缺的嚴(yán)重性。過(guò)濾是微灌系統(tǒng)中極為關(guān)鍵的措施,,微灌系統(tǒng)中常用的砂石,、網(wǎng)式及疊片過(guò)濾器能夠清除水源中雜質(zhì),以延緩灌水器的堵塞,。目前多數(shù)過(guò)濾系統(tǒng)屬于泵后強(qiáng)壓過(guò)濾,,會(huì)產(chǎn)生較大水頭損失且較易堵塞,從而造成過(guò)濾系統(tǒng)頻繁沖洗,。為提高節(jié)水和節(jié)能效率,,滿足低碳環(huán)保要求,新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院陶洪飛研究團(tuán)隊(duì)提出了新型泵前過(guò)濾措施—微壓過(guò)濾沖洗池,,目前有關(guān)泵前過(guò)濾的研究報(bào)道較少,。因此基于前人的研究成果,進(jìn)一步探究微灌用微壓過(guò)濾沖洗池的過(guò)濾性能,,對(duì)于可持續(xù)灌溉發(fā)展具有重要意義,。
2023年1月11日,陶洪飛副教授團(tuán)隊(duì)在TOP期刊Journal of Cleaner Production上發(fā)表題為“Establishment of a projection-pursuit-regression-based prediction model for the filtration performance of a micro-pressure filtration and cleaning tank for micro-irrigation”的研究論文,,該研究從泥沙去除率,、截沙質(zhì)量及過(guò)濾時(shí)間三個(gè)方面考察了微壓過(guò)濾沖洗池處理含沙水的過(guò)濾情況,探明了微壓過(guò)濾沖洗池的過(guò)濾性能,,為其推廣應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ),。
Journal of Cleaner Production期刊是環(huán)境管理類的綜合性國(guó)際高水平期刊,,由Elsevier出版集團(tuán)于1993年創(chuàng)刊,是“環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)”大類一區(qū)TOP類期刊,,2022年影響因子為11.072,,是谷歌學(xué)術(shù)計(jì)量(Google Scholar Metrics, GSM)全球期刊TOP100,Elsevier 發(fā)布的2022年CiteScore評(píng)分高達(dá)15.8,,該期刊是一個(gè)跨學(xué)科的國(guó)際期刊,,用于交流信息和研究概念、政策和技術(shù),,旨在幫助確保在使社會(huì)和地區(qū)更具可持續(xù)性方面取得進(jìn)展,,它鼓勵(lì)創(chuàng)新和創(chuàng)造力、新的和改進(jìn)的產(chǎn)品,,以及實(shí)施新的,、更清潔的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng),、流程,、產(chǎn)品和服務(wù)。
研究采用投影尋蹤回歸(PPR)方法構(gòu)建進(jìn)水流量,、含沙量及濾網(wǎng)面積同微壓過(guò)濾沖洗池考核指標(biāo)泥沙去除率,、截沙質(zhì)量和過(guò)濾時(shí)間的預(yù)測(cè)模型,經(jīng)驗(yàn)證該預(yù)測(cè)模型有較高的預(yù)測(cè)精度,,表明建立的PPR模型可用于預(yù)測(cè),。結(jié)合PPR和NSGA-Ⅱ模型的結(jié)果,給出了多考核指標(biāo)情況下試驗(yàn)范圍內(nèi)的最佳工況,。研究成果可為該過(guò)濾措施的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐,,同時(shí)可豐富微壓動(dòng)邊界的過(guò)濾理論成果。目前微壓過(guò)濾沖洗池在南北疆均進(jìn)行了示范推廣,,結(jié)果表明,,經(jīng)微壓過(guò)濾沖洗池處理的水質(zhì)符合農(nóng)田灌溉要求,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,、裝卸及清理方便,,工程造價(jià)低,實(shí)現(xiàn)了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,。
新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)陶洪飛副教授為該文的第一作者及通訊作者,。2020級(jí)碩士研究生吳梓境為該文的第二作者,此外參與本研究工作的還有:水發(fā)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司職員楊圓坤,、新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)李巧教授,、新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)馬合木江·艾合買提副教授等,該研究受到新疆維吾爾自治區(qū)重大科技專項(xiàng)(2022A02003),、新疆維吾爾自治區(qū)創(chuàng)新環(huán)境(人才,、基地)建設(shè)專項(xiàng)青年科學(xué)基金項(xiàng)目(2021D01B58)、新疆水利工程重點(diǎn)學(xué)科研究項(xiàng)目(SLXK2017-01),、新疆維吾爾自治區(qū)人民政府2019年公眾出國(guó)留學(xué)群體支持項(xiàng)目“干旱地區(qū)微灌節(jié)水增效技術(shù)研究”的支持,。