干旱区平原绿洲渠系水利用系数研究

结合叶尔羌河流域平原绿洲,提出了一种应用干旱区平原绿洲四水转化模型确定灌区合理的渠系水利用系数的方法.该方法通过对灌区的耗水及耗水平衡分析,模型渠系渗漏水的转化和最终消耗形式,得出渠系水利用系数的变化对自然生态的定量影响,得到一定灌溉地耗水水平和非灌溉地耗水水平下的合理的渠系水利用系数和灌溉面积.     

梯形明渠临界水深的模式搜索算法求解

【目的】基于模式搜索算法求解梯形明渠的临界水深。【方法】针对梯形明渠临界水深计算无显函数形式的表达式,及传统计算中的试算法或查图法计算过程繁琐复杂且计算精度不高的现状,引入一个无量纲参数——单位水面宽度,对梯形明渠临界流水深的基本方程进行恒等变形,得到了求解单位水面宽度的超越函数,并证明该方程为单调函数。【结果】将求解临界流水深的问题等价于一非线性优化问题,并用确定性优化方法——模式搜索算法进行求解。【结论】实例计算及误差分析表明,该算法具有收敛速度快和求解精度高的特点,为梯形断面的水力计算提供了一种新思路。     

半立方抛物线形明渠共轭水深的迭代算法

【目的】寻求半立方抛物线形明渠共轭水深的迭代计算方法。【方法】根据半立方抛物线形明渠断面的几何形态及棱柱体水平明渠水跃方程,推求得到半立方抛物线形明渠共轭水深的迭代计算公式,并从理论上证明其收敛性;通过对工程中不同流量Q与不同断面形状参数p多种组合情况下的共轭水深进行计算和趋势线拟合,建立计算共轭水深迭代初值的直接计算式。【结果】推导出半立方抛物线形渠道断面的水跃方程,并进而得到跃前水深、跃后水深的迭代计算公式,运用迭代初值直接计算式求出迭代初值,将该值代入共轭水深迭代计算公式,经过几步迭代便可收敛得到精度很高的共轭水深值。【结论】推求的半立方抛物线形明渠共轭水深迭代计算公式物理概念明确、计算简捷、精度高、适用范围广,可以满足工程实践要求。     

梯形明渠正常水深的直接计算方法

【目的】寻求梯形明渠正常水深的直接计算方法。【方法】针对梯形明渠正常水深计算时需求解高次隐函数方程,以及传统的查图表法或试算法计算复杂、误差大、适用范围小的缺点,通过引入无量纲水面宽度,根据数值计算方法,对梯形明渠均匀流的基本方程进行了恒等变形,得到了快速收敛的迭代公式,并与合理的迭代初值进行配合使用。【结果】提出了梯形明渠正常水深的直接计算公式。误差分析及实例计算表明,在工程最常用范围内,即无量纲水深x∈[0.1,2.0],梯形断面边坡系数m∈[0.5,4.0]时,正常水深的最大相对误差仅为0.78%。【结论】与现有公式相比,该直接计算公式物理概念明确、计算简捷、精度高、适用范围广。     

灌溉渠系配水优化模型的研究

本文介绍了两种适用于半干旱地区某次配水的优化模型,第1种以作物水分生产函数为基础,以全灌区净灌溉增产值最大为目标函数;第2种以某次灌水全灌区的水费收入最高为目标函数。这两种配水模型用陕西省洛惠渠灌区1989,1990年夏灌的实际用水资料进行了验证。可供各自流引水灌区在渠系水量调配中实际应用。     

基于渠系输水模拟与土壤水量平衡模拟的两级渠系优化配水模型

为制定满足渠系运行实际情况和作物生长发育所需土壤含水量条件的渠系优化配水方案,将考虑输水渗漏损失的渠系优化配水模型与土壤水量平衡模拟模型耦合,构建基于渠系输水模拟与土壤水量平衡模拟的两级渠系优化配水模型,使用改进的遗传算法求解多目标模型的Pareto解集。选择黑河流域中游西干灌区下的两级渠系作为研究区域,得到50组非劣的渠系优化配水方案。在Pareto前沿面上选取3组代表方案进行对比分析,再将3组中最优的方案与灌区实际灌水方案进行对比,结果表明:Pareto解集可以体现目标之间的博弈关系,当权重值向配水量最少目标偏移时会对土壤水含量等指标产生影响,进而产量下降;当权重值向产量最大目标偏移时会产生水资源浪费现象;而当目标函数的权重值处于中间水平时,产量和配水量目标都可以得到较好地满足,并且与实际灌水方案相比配水量减少113.54万m~3、总产量增加660t,能够达到节水增产的效果。该模型在兼顾渠系运行条件和土壤含水量的前提下权衡了2个目标之间的博弈关系,Pareto解集得出的结果能够满足决策者对于目标的不同需求,为灌区管理者的决策提供理论依据和指导。     

闸门开启过程中非恒定流与闸下消能防冲的研究（2）：灌区水闸启 …

利用物理模型对闸门开启过程中水流进行研究,证明了闸门开启过程中和全开之后一段时间内非恒定流的存在。以圣维南方程为基础建立数学模型,利用物理模型实验数据验证,并分析了主要影响因素。从而得到适用于模拟闸门开启过程中渐变非恒定流的数学模型,为寻找水闸消能防冲设计参数提供依据。该模型经过辽阳灯塔灌区实测数据的验证,是正确合理的。     

梯形明渠临界水深直接计算公式研究

【目的】寻求梯形明渠临界水深的直接计算公式。【方法】针对梯形明渠临界水深传统计算方法计算过程复杂、误差大、适用范围小的缺点,以迭代法为基础,引入无量纲参数单位水面宽度,利用数值计算方法对梯形明渠临界水深的基本计算公式进行恒等变形,得到快速收敛的迭代公式,并对合适的迭代初值进行选取。【结果】提出了新的梯形明渠临界水深的直接计算公式,对其进行的误差分析结果表明,该公式计算临界水深的最大相对误差仅为0.010%。【结论】与现有公式相比,新建立的梯形明渠临界水深直接计算公式计算精度高、适用范围广,可供工程实际参考应用。     

闸门开启过程中非恒定流与闸下消能防冲的研究(2)--灌区水闸启门过程中非恒定流数值模拟

利用物理模型对闸门开启过程中水流进行研究,证明了闸门开启过程中和全开之后一段时间内非恒定流的存在.以圣维南方程为基础建立数学模型,利用物理模型实验数据验证,并分析了主要影响因素.从而得到适用于模拟闸门开启过程中渐变非恒定流的数学模型,为寻找水闸消能防冲设计参数提供依据.该模型经过辽阳灯塔灌区实测数据的验证,是正确合理的.     

明渠恒定非均匀流渠道流量实时监测方法研究与探讨

阐述了明渠恒定均匀流与非均匀流的特点及流量计算的水力学原理,分析了目前明渠流量监测存在的诸多问题.将明渠恒定非均匀流渠道水位变化的基本微分方程,改写为可方便计算的差分方程.提出了利用现代技术手段先实时监测出明渠恒定非均匀流测流渠段的二个水位值,再自动利用计算机借助差分方程同步计算出测流渠段的瞬时流量和累积水量.经实际应用证明该方法自动化实时性强、设备费用低、测流精度高.     

A Computer Method of Steady Non-Uniform Gradually Varied Flow in Open Channel & in River

Most of water flow in open channel or in river belongs to steady non-uniform flow. The surface profiles are caused by changes of channel section. It is very important to analyze its computation. According to the regularity of its surface change, the suitable sectional dimensions of open channel or flood control work can be designed. Commonly, computation of non-uniform flow adopts the traditional methods by hand or by graphic method. The speed and precision of computation are restricted. In this paper, a software to calculate water surface profile is introduced. The software is put forward by using C++ .By means of interpolate method and dialogue between user and computer, we can calculate the water surface profile much more quickly and exactly.     

不同灌溉方式节水控盐效果及对枸杞产量的影响

[目的]为节约水资源,提高灌溉水的利用效率以及预防灌溉引起的土壤盐碱化问题提供参考。[方法]采用滴灌、沟灌、漫灌3种灌溉方式对宁夏银北盐碱地区枸杞进行灌水处理,探索各处理土壤含水量、全盐、产量变化以及水分生产效率高低。[结果]枸杞萌芽前,漫灌0～100 cm平均土壤含水量最大,沟灌次之,滴灌略低;土壤pH沟灌>滴灌>漫灌;土壤全盐漫灌>滴灌>沟灌。随着枸杞的生长发育以及灌水的实施,秋果采摘后,滴灌0～100 cm平均土壤含水量最大,沟灌次之,漫灌最低;土壤pH仍表现为沟灌>滴灌>漫灌;滴灌表层0～20 cm出现盐分表聚现象,20 cm以下漫灌土壤全盐含量最大,滴灌次之,沟灌最低。沟灌产量最高,其次为滴灌,漫灌虽灌水量大,但水分利用率最低,枸杞产量最低。[结论]在盐碱地栽植枸杞实行沟灌、滴灌灌溉方式在节水控盐的同时,还可以提高枸杞产量,是经济、高效、可行的灌溉方式。     

黄淮海平原水盐调控灌排一体化渠系规划与设计

针对黄淮海平原水土资源短缺和农田灌排系统不完善问题,根据水量平衡原理和灌排理论,结合不同典型区的灌溉排水特点,提出黄淮海平原明渠灌溉排水一体化渠系规划布置设计方案,编制了渠系布置参数计算软件,分析不同典型区渠道参数的主要影响因素和变化规律。结果表明:在灌溉排水控盐区以及灌溉排水并重区,渠道间距随地下水位埋深和排渍时间的增大而增大,但随排渍深度的增大而减小。渠道间距随着土壤质地由粘性到砂性的转变而逐渐增大。在灌溉排水补源区,渠道深度和渠底宽度随设计流量的增大而增大,但随渠底坡降的增大而减小。与传统渠系布置相比,在灌溉排水补源区的一体化渠系布置可减少渠系占地面积约55%,工程土方量70%。     

宁夏西干渠滚钟口水库调度研究

灌溉供水渠道普遍存在时段性供水困难现象,调度或处理不当,容易造成农业损失和水事纠纷。西干渠管理处利用渠道节制闸壅高水位向滚钟口水库注水,在用水高峰期补充下游灌溉,提高了灌溉保证率,较好地解决了灌溉困难。并通过水库滞纳雨洪资源,提高水资源的利用率和保证渠道运行安全。提出平原灌区利用适宜地形条件修建调节水库的建议。     

渠道输水系统优化研究——以江苏省赣榆县班庄镇土地整理项目为例

[目的]研究节水灌溉工程设计方法,提高农田水利设施保水率和农田灌溉水的利用率。[方法]分析各种形式的渠道输水系统的适宜性,优化设计我国常用的梯型、U型明渠输水系统,以江苏省赣榆县班庄镇土地整理项目为例进行验证。[结果]根据项目地土壤条件选择预制混凝土U型渠道,渠床糙率为0.015,优化数学模型:F=(α+2.5%)min[F1+F2+F3]=(α+2.5%)min[V1f1+V2f2+V3f3+cother];决策变量为纵坡I=1/2 000,外倾角α=5°;得到投资最少,效果最佳的渠道断面,渠道总投资为37 806元。[结论]该优化设计方案切实可行。     

基于单片机的丘陵烟区烟用保水剂注水系统设计

部分西南丘陵地区春旱发生时,烟区烟株生长量不足,烟叶品质量不高。行之有效的方式是为植烟地土壤施用烟用保水剂,从而增强土壤的蓄水保墒能力,提高灌溉水利用效率,促进烟株的生长发育。当保水剂施用于地表以下的土层后,急需为保水剂进行注水作业,但目前还没有专门的保水剂注水系统。因此,本文以AT89C51单片机为控制器,设计一套适用于丘陵烟区烟用保水剂的注水系统,整套注水系统主要由整机机架、动力组件、自动收放管机构、缠管机构、潜射式注水枪和保水剂注水作业控制系统等构成。该系统具备响应快、精度高和操作简便等特点,能解决在丘陵烟区春旱时期土壤的蓄水保墒能力差、烟株生长发育不足、丘陵烟区烟叶的品质量不高的难题,适用于丘陵烟区烟用保水剂的注水作业。     

季节性冻土地区渠道防渗问题研究

渠道防渗是我国目前使用最广泛的节水工程措施,它可以极大地减少农业灌溉用水的浪费,节水潜力巨大。用渠道防渗技术后,可以极大地提高灌溉渠系水利用系数,缓解农业用水供需矛盾,可以防止渠道冲刷、淤积及坍塌,节约运行管理费用,有利于灌区的管理。可以降低地下水位,防止土壤盐碱化及沼泽化,有利于生态环境和农业现代化建设。     

基于水量平衡的膜孔沟灌水流推进模型研究

【目的】研究建立膜孔沟灌水流推进模型,通过分析膜孔沟灌水流推进过程,准确、方便确定膜孔沟灌灌水技术要素、田间平均入渗率和糙率。【方法】通过引入地表储水形状系数、下渗水形状系数和膜孔沟灌入渗方程,建立基于水量平衡的膜孔沟灌水流推进模型,并通过田间试验对模型进行检验。【结果】模型检验表明,试验实测数据与模型计算值吻合较好;对田间膜孔沟灌试验验证模型计算误差绝对值均值的分析可知,试验中各灌水沟除个别组误差绝对值均值大于5%外,其余均在5%以下;多组灌水沟的误差绝对值均值小于4%,可以满足膜孔沟灌灌水技术指标确定的需要。【结论】所建模型具有较为严谨的物理基础,计算求解方便、精度较高,具有较强实用性。     

明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算机算法

人工渠道中的水流绝大多数是非均匀流,分析计算其水面曲线的变化规律是确定明渠边墙高度及回水淹没范围的重要依据,因此在工程实践中具有十分重要的意义。传统方法推求水面线一般采用试算法或图解法,其法计算速度慢、精度低。本文通过开发软件,实现人机对话,利用C语言编制计算机程序,结合内插法,可快速准确的推求出水面曲线。     

山东省滨州市农田水利设施管理方式及其改革探索

自建国以来,滨州市的农田水利设施经过五十多年的建设基本上形成了灌溉、防洪、排涝等较为完整的水利工程体系,奠定了滨州市经济社会发展的良好基础.改革开放后,滨州市对农田水利设施的管理方式进行了改革探索尝试,取的了一些有益的经验.