地下滴灌中毛管水力计算的数学模型与试验

为了研究地下滴灌毛管水力特性与水力计算方法,用较短毛管并通过毛管末端泄流的方式,在室内利用地下滴灌毛管水力要素试验测试系统,分别测试了2种滴灌管在轻黏土中毛管上每个滴头的流量和毛管首末两端的压力水头．结果表明：在灌水持续2min之后,地下滴灌毛管上各滴头流量均趋于恒定值;在稳定的压力水头差下,滴头流量沿程依次减少．根据毛管沿程压力变化规律,结合考虑土壤质地、土壤体积质量和初始含水率的地下滴灌滴头流量计算公式,提出了毛管水力计算数学模型．利用该模型计算的滴头流量值与其实测值之间的相对误差在1．0％左右;并计算出考虑毛管局部水头损失的加大系数约为1．20．将该模型推广应用于一般情况下的地下滴灌毛管水力计算,可求解均匀坡、均质土、均匀管径与滴头等间距时的地下滴灌毛管水力特征值．     

滴灌设计中毛管水头损失计算应注意的问题

本文提出了在滴灌毛管设计中在计算毛管沿程水头损失时应考虑流态的影响,根据作者的计算,在利用哈—威公式计算滴灌中毛管水头损失时有一定出入,误差可达25％以上。作者还认为,毛管局部水头损失仅为沿程水头损失的3％,故计算时局部水头损失可忽略不计。     

一种新的地下滴灌毛管水力计算模型——基于土壤初始含水率和土壤黏粒含量空间变异性研究

地下滴灌是一种新型高效节水灌溉技术。为探究土壤空间变异性对地下滴灌毛管水力特性的影响,提出地下滴灌毛管水力要素的试验方案,研究土壤物理参数(土壤初始含水率和土壤黏粒含量)的空间分布特征,分析土壤物理参数的空间分布格局。建立考虑土壤物理参数空间变异性的地下滴灌毛管水力计算模型,将其转化为目标函数的优化问题,采用遗传算法来求解模型中的相关参数。根据试验数据和模型计算结果验证模型的可靠性。该模型为研究土壤空间变异性和地下滴灌毛管水力特性的内在联系奠定基础。     

基于Matlab GUI的滴灌毛管优化设计程序研究

滴灌工程设计中,科学合理布设滴灌带对节水成效和工程投资都具有十分重要的影响。为提高滴灌规划设计的效率及优化效果,最大限度增大毛管铺设长度、减少滴灌工程建设单位投资,在现有滴灌水力模型的基础上,采用Matlab GUI和遗传算法工具箱相结合的方法,对毛管优化设计过程进行模块化程序设计。经验证,该优化程序界面友好,计算可靠,不仅大大减少了人工计算量,对当前滴灌工程规划设计和推广也有重要帮助。     

滴灌毛管适宜长度试验总结

试验主要从水力学角度出发,探讨国产滴灌设备使用时,设计滴灌毛管长度应满足滴灌均匀度90％的要求。试验着重测定了毛管工作水压力、毛管长度、滴头间距、滴头类型以及滴头的设计流量对毛管沿线出流量均匀度的影响,根据试验资料分析得出在不同因素组合下,毛管的适宜长度和能带动为滴头个数。另外也探讨了在满足滴灌均匀的前提下所允许的毛管首尾滴头流量差值百分数和毛管水头损失的限度。     

小管出流灌溉技术的研究（Ⅱ）：系统的设计方法问题

小管出流灌溉系统的设计方法步骤与滴灌系统大致相同。但由于小管灌水器的出流量比滴头大得多，系统设计的许多问题又具有特殊性。本文论述了设计均匀度的确定，适宜毛管直径和长度的确定，以及田间管网水力学计算等问题。     

孔口式滴灌管沿程压力水头分布及允许最大铺设长度研究

从微灌工程水头损失计算的通用公式出发,通过对孔口出流实际水头线的简化,用微分法建立了毛管沿程水头损失的一般方程,根据能量方程得出了沿程压力水头的计算公式,且给出了在不同坡度下,毛管允许最大铺设长度的确定方法。为判断滴头出流能否满足流量允许偏差率或计算灌水均匀系数提供了依据,同时利用本文提出的方法确定出允许最大长度,并利用该长度布置管网,可以节省投资,为滴灌工程的设计提供一定的理论参考。     

小管出流灌溉技术的研究（Ⅱ）──系统的设计方法问题

小管出流灌溉系统的设计方法步骤与滴灌系统大致相同。但由于小管灌水器的出流量比滴头大得多，系统设计的许多问题又具有特殊性。本文论述了设计均匀度的确定，适宜毛管直径和长度的确定，以及田间管网水力学计算等问题。［关键词］     

一种新型微灌技术——微灌地膜

本文介绍了微灌地膜的基本性能、结构型式、并通过水力性能的测试，分析了微孔出流流量q与工作水头H的关系，探讨了微灌地膜毛管的水力计算公式，对毛管水流流态进行了分析，可供微灌地膜设计和进一步研究参考。     

悬浮固体物在滴灌毛管中的迁移规律研究

滴灌水源中的悬浮固体物质会在毛管中沉淀并引起滴头堵塞,从毛管水力特征、泥沙运移沉淀和能量平衡的观点出发,研究了悬浮固体物质在毛管中的迁移规律,分析了影响悬浮固体物质在毛管中运移和滴头堵塞的主要因素,有助于更好地设计和管理滴灌系统。     

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。     

浅圆仓侧压力非线性分布分析

采用总体平衡方法给出了浅圆仓散体静态非线性分布侧压力计算公式。该公式计算简单,可用于浅圆仓的储料顶部为平顶和锥顶两种情况。将用本文公式计算的结果、用国家规范得出的结果和库仑公式的计算结果,与实仓测试结果进行对比分析,表明用本文公式计算得出的侧压力曲线与实仓测试得出的侧压力曲线吻合良好。     

履带式联合收割机传动系设计知识库构建

履带式联合收割机具有越障性好,对松软、潮湿土壤作业适应性强,侧向稳定性好等诸多优点,而传动系的设计在履带式联合收割机产品开发中占有重要地位。该文基于知识工程技术,提出了适用于履带式联合收割机传动系设计的知识获取与分类方法,将传动系设计知识分为公式类、参数类、选型类、表格类和图形类。根据传动系设计知识具有因果关系明确、结构鲜明等特点,采用产生式和框架式知识表示方法分别对设计知识进行了表示。依据知识的分类,提出了设计知识的存储方式。在此基础上,构建了履带式联合收割机传动系设计知识库,并基于Visual Studio 2008平台开发了知识库管理系统。应用所开发的知识库,设计开发人员可以快速地设计出履带式联合收割机新产品的原型,缩短设计周期,节约设计成本,提高设计效率。      

无资料地区渠系建设的设计洪水计算探讨

新疆农业是灌溉农业,渠系建设在农业发展中占有重要的地位。由于新疆地域广大,水文站网测站稀疏,特别是小河流和洪沟一般均无水文测站;因此,当渠系建设必须穿越无资料的小河流和洪沟时,经常会遇到设计洪水计算无资料的问题,如何在无资料情况下进行设计洪水计算成为急需解决的问题。以阿克苏河流域库玛拉干河为例,采用了洪峰模数法、推理公式法、地区综合经验公式法,探讨了渠道穿越无资料的7个大的洪沟时的设计洪水计算。通过比较,结果表明地区综合经验公式法具有资料的可靠性、地区实用性、可操作性,适合于无资料地区洪沟设计洪水计算。     

机动车侧倾稳定性试验台的研究设计

机动车侧倾稳定性试验台是测试机动车在规定坡度上抗侧翻能力的专用设备.根据试验台为达到实际应用目的所应具有的功能,分析试验台的设计工作原理,指出试验台总体结构主要包括机械平台、液压系统、测量控制系统、安全防护装置、临界角度控制系统、限位防护系统等,分别阐述了总体结构设计、机械平台设计、液压系统设计、测控系统设计、安全防护装置设计等设计要点,明确试验台设计时因遵循可靠性、安全性、操作方便性设计原则.通过测控精度对试验台设计制造成本的影响,给出了试验台设计时可供参考的测控精度值.     

A calculation method for the average emitter operating pressure of drip irrigation

The average emitter operating pressure is an important parameter in drip irrigation because it influences pressure, discharge and cost of the system. In this study, a calculation method for the minimum value of the average emitter operating pressure is proposed. A lateral design procedure is also presented where the average emitter operating pressure is regarded as the design variable. Then, in order to simplify the design procedure, the equations for estimating the average emitter operating pressures are given for both flat slope and downslope cases. When the lateral is set on upslope, the average emitter operating pressure can be decided based on minimizing the lateral annual cost, it also shows that the traditional average emitter operating pressure (7–10 m) is much higher than the optimal average emitter operating pressure for flat slope and downslopes. However, for the upslope case, it is sometimes less than the optimal value.     

滴头制造偏差对灌水均匀度及毛管造价的影响

为了阐明滴头制造偏差系数、灌水均匀度、毛管直径及毛管造价的内在联系,降低滴灌系统造价、提高灌水均匀度,通过理论推导结合实证计算的方法,系统分析了不同均匀度条件下滴头制造偏差系数极限值,以及滴头制造偏差系数、毛管直径、允许均匀度等三者的关系,并推导出毛管造价计算公式.结果表明:对于长度为100 m的毛管,当Keller均匀系数( EEU)为0.80时,制造偏差系数从0.05增大到0.07和0.11时,毛管造价分别增大8.7％和37.1％;当滴头制造偏差系数为0.03, EEU由0.80增大到0.85,0.90和0.95时,毛管直径分别增大20％,23.5％和56.5％,毛管造价也相应增大20％,53.8％和207.7％;当滴头制造偏差系数为0.05, EEU由0.80增大到0.85和0.90时,毛管直径则分别增大19.3％和32.8％,毛管造价也分别增大17.1％和71.4％;对于 EEU为0.95时,毛管允许最小流量大于平均流量,管径计算无解.在限定值范围内,滴头制造偏差系数和Keller均匀系数的微小增大将直接导致毛管直径和造价急剧增大;滴灌系统设计应选择制造偏差系数小的滴头及合理的灌水均匀度,以达到降低工程造价的目的.     

低温区温室大棚滴灌系统设计的若干问题

基于低温区大棚滴灌系统设计、建设和管理的实践和研究,在揭示建设中所遇到的供水水源工程建设、灌溉水升温和灌溉水质保障等问题的基础上,研究提出了可行的解决方案。研究结果表明:敞口地下长方形升温水池升温快、成本低,风险小,应作为大棚升温设施的首选;采用更换棚顶保温材料、设置升温池封堵筛网和沉沙坑等综合措施保障滴灌系统的正常运行;温室大棚滴灌毛管布设间距取40cm更为适宜;温室大棚滴灌供水系统很有必要安装补水自动化控制系统和适当加大供水管网埋深。研究结果可为低温区温室大棚滴灌系统的设计、管理提供参考和技术支撑。     

微灌毛管进口流量调节器应用的经济性分析

通过对一个滴灌系统安装与不安装毛管流量调节器的4个方案进行的实例设计,综合分析了各方案的工程造价和运行能耗,探讨了流量调节器应用的经济可行性,提出了流量调节器经济性分析与评价的方法,结果表明,微灌工程中,毛管流量调节器的成本对工程造价影响不明显,而允许工作水头下限值对工程能耗影响显著,如果所选毛管流量调节器的允许工作水头下限值大于其经济阈值,则使用流量调节器是不经济的,毛管流量调节器的型号、规格和工作参数的选择与使用,可参照列举的方法进行技术和经济性分析后确定．     

基于制造偏差的滴灌系统综合流量偏差率

在文献[10]提出的流量偏差率公式基础上,作了进一步推导,简化了公式中的参数。根据步进法水力解析原理,模拟了不同制造偏差下给定灌水小区的综合流量偏差率,通过对综合流量偏差率的统计分析,验证了理论公式。利用公式分析了制造偏差对综合流量偏差率的影响,提出了灌水小区综合流量偏差率允许值的建议。