微灌毛管水力解析及优化设计的遗传算法研究

根据微灌毛管水力学特性,应用遗传算法理论和方法,提出微灌毛管水力解析及设计的新方法,建立了两种典型毛管水力解析和设计的遗传算法模型及求解方法,该方法可适用于非均匀坡度、不等间距及不等流量灌水器的毛管解析和设计。模拟计算结果表明,该方法具有较高的求解效率和计算精度。     

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。     

Polyplot TM多功能图解设计方法的应用

Polypolt是一种微灌系统水力设计的图解方法,1970年笫一次提出。微灌系统设计需要考虑许多因素。包括摩擦的影响,断面、距离、毛管出流量、滴头间距及压力允许偏差。因此设计的毛管与支管的手工计算复杂而费时。Polyplot 用一种简单的图解方法考虑     

微灌毛管进口设流调器时水力设计应注意的问题

微灌系统毛管流量调节器在我国应用已比较多。但在一些地方和单位，甚至是供应商，对毛管流量调节器水力性能检测条件与使用条件不一致的问题缺乏认识；同时，对该情况下支管的水力设计，概念不够清晰。对上述问题进行了讨论，并列出相关算式与计算步骤；以便使微灌系统发挥应有效益。     

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。     

微灌设计中管道流量的实用计算方法

常见的微灌工程设计的管道流量计算是依据GB/T 50485-2009《微灌工程技术规范》,采用最不利水力条件下的管道运行场景,要求灌水器所有流量变差不超过10%的计算精度下,可以认为毛管或支管其上所有灌水器出水流量是一样的,其上所有灌水器流量的总和就是要计算的毛管或支管的总流量。与此不同,推荐一种不去计算毛管或支管灌水器总数和总流量,而是基于微灌工程设计规范公式(3.2.3-1)的变形,灌溉区域控制面积或灌水器控制面积的概念,提出根据控制面积计算控制区域总流量或灌水器流量总和的方法,从而引出一种实用的、并且满足工程计算精度要求的,管道设计水力分析的流量计算方法。     

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。     

毛管级流量调节器结构与水力性能的初步研究

微灌系统安装毛管级流量调节器后,在设计可调压力的范围内,可以基本保证系统内毛管配水量相对稳定,从而提高系统的安全性和灌水均匀度。选取3种不同结构的流量调节器进行升压和降压条件下水力性能试验。结果表明,流量调节器的水力性能和调节体结构及其过水断面的设计密切相关,其中全圆三分扇形调节体结构的流态指数最小,过水断面与弹性体耦合较好,压力补偿范围较广,流量调节性能相对稳定。     

均匀坡下微灌毛管水力设计的平均水头法

“平水头法”是均匀坡下微灌毛管水力设计中一种简单易行的方法。该方法根据流量指数x和允许压力偏差率在特定范围内灌水器平均流量所对应的压力与平均(设计)压力近似相等的原理,建立端压与均压间的关系式,以压力设计结果代替流量设计结果。通过相对误差分析,证明了这种方法在实际应用中的可行性。     

微灌毛管水力设计的中孔水头比法(均匀管坡)——微灌水力设计计算方法探讨之五

本文用积分作近似计算,导出了均匀坡条件下微灌毛管中孔水头比解析式,提出了由水头比表达的流量(和水头)相对偏差关系式,以及用中孔水头比公式进行微灌毛管水力计算的步骤,文中通过算例以演示计算过程,并验证本文方法的精度。     

基于样本流量偏差率的微灌灌水均匀度评价方法

为了探索一种简便有效评价大田微灌系统灌水均匀度的新方法,定义了样本流量偏差率.基于灌水器流量服从正态分布的假设,建立了样本流量偏差率与现有灌水均匀度评价指标之间的关系,推导了抽样误差的计算公式,提出了合理的样本容量和样本分组数.建立了基于样本流量偏差率的灌水均匀度评价标准,最终提出了基于样本流量偏差率评价大田微灌灌水均匀度的新方法.案例应用表明:相比图解法,新方法根据数值计算结果评价灌水均匀度,可避免人为画线误差,提高评价结果的可靠度;相比传统数值法,新方法计算量少,可作为快速评价大田微灌系统灌水均匀度的有效方法.     

An assessment of hydraulic design of micro-irrigation systems

The hydraulic design of micro-irrigation systems to achieve high system uniformity has led design engineers to over-design irrigation systems arbitrarily. Commonly used emitter flow variations of 10–20% are equivalent to a uniformity coefficient of about 98-95%, or a coefficient of variation of emitter flow of only 3–7%. The uniformity of a micro-irrigation system is affected by not only hydraulic design but also manufacturer's variation, grouping of emitters, plugging, soil hydraulic characteristics and emitter spacings. Among all the factors affecting the uniformity, the hydraulic design, with an emitter flow variation of 10–20%, produces only a few percent change in uniformity. The manufacturer's variation of micro-irrigation emitters ranges from 2% to 20%. The hydraulic variation will be less significant when an emitter with 10% or more manufacturer's variation is selected. The grouping effect will reduce the coefficient of variation to half or more if four or more emitters can be grouped together. The effect of hydraulic design is also less significant with plugging situations. When there is no plugging, the emitter flow variation from 10% to 20% in hydraulic design will reduce spatial uniformity only about 8% from 93% to 85% when the emitter spacing is designed as half of the wetting diameter in the field. The hydraulic design criterion can be relaxed to 30%v of emitter flow variation, q_var(H), which can still achieve less than 20%v in coefficient of variation, or over 80% of uniformity coefficient in spatial uniformity of a micro-irrigation system     

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...     

吸力式微润灌水器水力特性试验研究

在参照滴头水力特性检测方法的基础上,从流量变异系数、流量压力关系、水量分布均匀系数等角度研究了吸力式微润灌水器水力特性。结果表明,0.02MPa工作压力下微润灌水器流量变异系数均值为5%,流量变异系数随着压力的增大先减小后增大;流量随着工作压力的增加而明显增大,二者之间具有良好的幂函数关系;水量分布均匀系数在83%～93%之间变化,随工作压力的增加先增大后减小,为了尽可能保证灌水器出流量和灌水均匀,工作压力宜控制在0.018～0.025MPa之间。     

KD型大流量系列孔口滴头的研制

孔口滴头是微灌设备中重要的灌水器分支,通过对大流量系列滴头的研制,使我国的灌水器种类更加齐全。测出的此种滴头的水力性能参数,为微灌工程设计提供了重要的设计参数。     

坡地上灌水器流量均等微灌双向毛管设计方法

根据最佳支管位置位于左右两侧毛管最小压力水头相等处的定义,结合能量廓线法推导出确定最佳支管位置的简易计算方法,并提出一种满足允许的最大压力水头和最小压力水头的微灌系统双向毛管设计方法.通过对多种存在条件的模拟计算,确定了最佳支管位置计算公式的最终形式、适用条件及其优化试算方式.利用该方法,能简便快速地设计各种坡地条件下微灌系统(灌水器流量均等)双向毛管.