优质、高效、低成本的燕山滴灌技术

本文首先简述了我国滴灌发展的概况以及燕山滴灌技术产生的背景。然后详细介绍了燕山滴灌技术所采取的主要技术措施:1.采用长流道微管滴头;2.按等滴量的设计标准设计毛管;3.采用毛管进口调压技术—一水阻管;4.以轮灌方式设计滴灌系统;5.支管采用变径管;6.按经济坡     

弹性膜片硬度和厚度对调压装置水力性能的影响

提出了一种毛管调压装置,对起主要调节作用的弹性膜片的厚度和硬度分别选取3个水平做完全试验,测试进口压力在50～300kPa时调压装置的水力性能,试验得到调压装置的流量为962.794～1 419.538L/h,流态指数为0.083 5～0.168 5,调压装置调压效果良好,但调压区间偏小。弹性膜片厚度和硬度对流态指数和流量的影响均显著,并建立了弹性膜片硬度和厚度与调压装置流态指数以及流量的定量关系。     

射流脉冲三通毛管灌水均匀性试验研究

为了提高低压滴灌系统灌水均匀性,基于附壁与切换原理发明了射流脉冲三通发生器,试验研究了不同压力工况下脉冲频率、脉冲振幅2种因素对灌水均匀系数、流量偏差率的影响,并分析了脉冲条件下毛管铺设长度和进口压力对灌水均匀性的影响.结果表明:在毛管铺设长度相同时,不同低压下射流脉冲三通灌水均匀系数的平均值比普通三通提高了0.65%,流量偏差率明显低于普通三通,平均降幅为3.62%;低压条件下产生脉冲频率高于200次/min,脉冲振幅高于2.5 m;相同压力条件下,灌水均匀系数随毛管铺设长度的增大而降低,流量偏差率随毛管铺设长度的增大而显著增大;毛管铺设长度相同时,灌水器流量随进口压力增大而增大,进口流量也会随之增大.     

基于灌水小区的射流三通灌水均匀度试验研究

为探究支、毛管射流三通组合的水力特性,用支管射流三通、普通支管三通与毛管射流三通、普通毛管三通组成了4组灌水小区,对不同总进口压力水头(9.5、12、14、15.5 m水头)和不同滴灌带长度(60、70、80 m)下的射流三通组合进行水力性能研究。试验结果表明:总进口压力相同时,连接射流三通的滴灌灌水器的平均流量要小于普通三通;进口压力和滴灌带长度相同时,Ⅰ号灌水小区灌水均匀度最高,Ⅳ号灌水小区灌水均匀度最低,且Ⅰ号灌水小区灌水均匀系数比Ⅳ号提高了2.56%～3.32%,流量偏差率降低了5.06%～8.20%;滴灌带长度相同时,4种灌水小区灌水均匀系数随进口压力的增大整体呈上升趋势;进口压力相同时,灌水均匀系数随滴灌带长度的增加而减小。该研究结果为新型灌水小区的开发与应用提供理论基础。     

均匀坡微灌毛管适宜布置形式优选

根据微灌毛管水力解析模型,通过分析微灌双向布置和单向顺坡布置形式对流量偏差率及毛管进口工作水头的影响,得出均匀坡微灌毛管双向布置的适用条件为最佳支管位置参数大于0.13,当最佳支管位置参数不大于0.13时,微灌毛管宜单向顺坡布置。给出了考虑适宜布置形式的均匀坡微灌毛管设计步骤。通过2个设计实例表明:利用最佳支管位置参数标准可有效选取适宜的毛管布置形式,设计步骤简便可行,可直接应用于微灌工程实践中。     

调压供水系统水泵的综合调节

根据调压供水特点，提出了调压罐与变径、变速综合调节的基本原理，从经济运行角度出发，给出了调压供水系统变径、变速最佳调节量的计算式及其调节对系统调压特性的影响。     

基于能坡线法的微灌双向异径毛管设计

根据最佳支管位置是位于使两侧毛管灌水器平均工作压力相等处的定义,基于能坡线法推导了微灌双向异径毛管的最佳支管位置、进口工作压力、水力流量偏差系数及极限管长的计算公式,并给出了最佳支管位置参数的数值表。以此为基础,提出了3种常见设计情况下的微灌双向异径毛管设计步骤。通过3个设计实例表明:该方法准确可靠,可以简便快速地设计各种均匀坡条件下的微灌系统双向异径毛管,提高微灌工程设计效率。     

微灌系统有限元法水力解析和设计(七)

4．2.1单向毛管构成的支管单元的设计步骤在坡度均匀的规则坡地上,当要求的平均灌水器流量、要求的灌水均匀度及毛管和支管的长度给定,设计毛管和支管的内径及支管单元操作压力水头的设计步骤为：①选择一组从小到大的毛管内径值LD1,LD2,LD3,…LDn和一组从小到大的支管内径SD1,SD2,SD3,…SDn,这时就会有表4－1中设计情况1的n×n个组合;②用第三章中的方法确定当毛管内径分别等于W,＊。,rp,…ton时的毛管流量公式（计算模拟毛管流量公式用的数据样本要用第三章中所论述的利用有限元法的方法来确定,在选择毛管入口的压力…     

微灌毛管环状和树状布置对灌水均匀性的影响

为了提高微灌灌水质量,通过试验分别研究了毛管进口压力、长度、管径和滴头流量对毛管环状管网和树状管网灌水均匀度及其流量偏差率的影响。结果表明:两种管网结构下灌水均匀度均随毛管进口压力和毛管管径的增大而增大,随毛管长度和滴头流量的增大而减小,且相同条件下环状管网的灌水均匀度比树状管网高1%～2%;本试验条件下环状管网流量偏差率基本保持在20%以内,而树状管网流量偏差率则大于20%;环状管网灌水均匀度、流量偏差率随各因素变化的幅度小于树状管网。通过方差分析可得,毛管管径对两种管网灌水均匀度、流量偏差率影响均显著,滴头流量仅对树状管网灌水均匀度影响显著。所以,在微灌工程设计中可考虑采用毛管管网环状布置形式。     

微灌系统有限元法水力解析和设计（六）

如果假设tol,IDZ,W,…,ton是一组选定的毛管内径。SDI,SDZ,SD3,…,SDn是一组选定的支管内径、LLI,LLZ,An3,,Ann是一组选定的毛管长度、SLI,SLZ,SL3,…,SLfl是一组选定的支管长度,对于每种设计情况将有表4－l所列出的nxn种组合,如果对于每个设计情况中的每种组合,用在第三章中介绍的支管单元的设计方法和计算机程序,计算出灌水均匀度、最佳支管位置（双向毛管）及支管单元的操作压力水头,就可以用计算机绘制出设计参数与灌水均匀度、最佳支管位置（双向毛管）及支管单元的操作压力水头的等值线图,在设计…     

温室滴灌系统支管水力性能及简化计算研究

我国温室产业近年来发展迅猛,由于面积、种植结构与密度等与大田差异较大,沿用大田滴灌系统的设计方法已不适宜,需要根据温室的具体条件确定设计方法。根据我国普通单栋温室情况,通过室内试验研究分析了入口压力、支管长度、毛管间距3个因素对滴灌系统中支管沿程压力分布的影响。结果表明:支管沿程压力分布的均匀性随支管长度的增加、毛管间距和首部压力的减小而降低。结合滴头的水力特性参数得出支管上的最大允许压力偏差为30.85%。毛管间距0.6、0.9和1.2m条件下,满足水力偏差要求的单栋温室支管最大铺设长度分别为20、40和60m。运用量纲分析方法将影响支管水头损失的基本量导出为3个无量纲量υd/ν、υ2/(g d)和L d/s2,通过多元回归建立支管水头损失的经验预测模型(R2=92.4%)。分析了支管能坡曲线的函数形式,回归得到了支管水头损失比和沿程压力分布模型。以上模型预测值与实测数据拟合效果良好,可用于温室滴灌系统水力计算及规划设计。     

利用调压池自动控制群井联用管灌系统研究

利用调压池水位变化对多井联合运用低压管灌系统,进行自动控制是一种简单、易行、投资省的自控方法。同时调压池具有调节压力、流量及防水锤等功能。该文叙述了利用调压池自控方法的原理,从供水、用水及调压池三者间的水量平衡关系,推导了满足水泵机组断续运行允许周期条件下,调压池有效调节容积计算式及调压池总容积计算式,并结合实际工程进行了计算说明。     

机压喷灌干管管网优化

在考虑了机压管道式喷灌系统配水干管流量变化的基础上，提出了这一系统干管管网优化的线性规划模型及计算方法。应用这一方法，可在保证各支管入口处所需流量和压力的条件下，确定水泵扬程及干管尺寸最优值，以使干管管网系统年费用值达最小     

基于混合蛙跳算法的自压微灌管网系统优化设计

[目的]解决自压微灌管网系统布置与管径优化设计的问题,节省工程投资造价.[方法]以新疆某灌区一微灌工程为研究对象,以微灌系统中各级管道的管段长度、管径为决策变量,支毛管允许水头差、工作压力、管径、流速等为约束条件,以管网总投资最小为目标,分别建立了双向毛管布置和单向毛管布置的自压微灌管网数学模型,并采用混合蛙跳算法进行...     

喷微灌输水管网优化设计

以连续管径和水泵扬程为设计变量，以管网年费用最低为目标函数建立非线性规划模型，采用拉格朗日法求解，获得一组最优管径组合；参考第一级优化的连续管径组合，结合施工中要求的变径数选择标准管径组合，以具有标准管径的管长为决策变量，以管道年费用为目标函数，建立相应的线性规划模型，采用单纯形法求解获得全局最优解。通过实例说明，借助于V1sual-Basic语言编制的该设计程序，设计界面友好，使用直观方便，运行速度快，即使非专业人员也可在短时间内进行工程设计，且适用于任何压力输水管网的设计。     

滴灌灌水小区优化设计的浅论及算例

滴灌工程建设规范规定,一条支管所控制的灌溉面积称为一个灌水小区,它是滴灌系统最基本的设计单元,在支管管径选择及压力均衡的验算方面起到十分重要的规范作用.为了满足系统各灌水小区压力均衡,在各支管入口设置压力调节阀,消除其余管线要求水头与水源设计水头之差,达到系统压力均衡,使系统流量偏率不大于20%.     

固定管道式喷灌系统支管的布设方法

传统固定管道式喷灌系统中的支管一般为最末一级管道,一般为单管顺长布置,支管上不再分支,喷头全部均匀分布在各条支管上,其缺陷是喷灌支管布设密度高,增加固定管道式喷灌系统的投资成本。为降低管道布设密度和投资成本,提出了一种新型支管布设方法,即在传统支管布设的基础上间隔去掉一半原有支管,保留原支管上的喷头位置不变,在保留支管上每间隔一个喷头增设一个垂直于支管的短管,向被去掉支管上的喷头供水。从支管布设密度和管材用量两个方面对新型和传统两种布设方法进行了对比分析。结果表明,新型布设方法降低了支管的布设密度,当喷头为正三角形布置时,支管布设密度降低率为7%。当喷头为等腰三角形布置,且喷头间距为支管间距的两倍时,支管布设密度降低率为25%。新型布设方法增加了支管管材用量,管材用量增加率始终大于141.4%,需要通过变管径的设计方法降低管材用量增加率。研究结果为固定管道式喷灌系统的支管布设提供了一种新的方法,为降低喷灌系统管道投资成本提供了一种新的思路。     

滴头设计工作压力计算方法研究

以Powell方向加速法作为优化手段,用两级优化法对滴头设计工作压力的取值问题进行了研究,利用Powell法进行二元函数最优化,得到非标准的毛管直径和滴头设计工作压力;选择具有标准管径的毛管,使标准管径不小于初步优化得到的管径、毛管耐压不小于初步计算的毛管实际最大水压力,以滴头设计工作压力为决策变量,用外部罚函数法将不等式约束变为无约束问题,利用Powell法进行一元函数最优化,得到可直接用于实际滴灌工程中的滴头设计工作压力值.     

Gravity-fed drip irrigation design procedure for a single-manifold subunit

A simple procedure was developed for the design of low-cost, gravity-fed, drip irrigation single-manifold subunits in hilly areas with laterals to one or both sides of the manifold. The allowable pressure head variation in the manifold and laterals is calculated individually for different pressure zones, and the manifold subunit design is divided into independent processes for laterals and manifold. In the manifold design, a two-stage optimal design method is used. In the first design stage, the pipe cost is minimized and a set of optimal manifold pipe diameters is obtained. In the second design stage, a partial list of available diameters is prepared based on the calculated optimal diameters, and the lengths for available diameters and pressure head of every lateral location along the manifold are calculated. The size of each of the pressure sections is determined according to the pressure head distribution along the manifold. Using the proposed methodology, the minimum manifold pipe cost is obtained, and the target emission uniformity is satisfied for gravity-fed drip irrigation subunits.