不规则微灌田间管网的优化

提出了不规则微灌田间管网的优化设计方法，采用０．６１８法确定田间管网允许水头差在支管与毛管间的最优分配，应用线性规划法确定支管与毛管最估规格，使田间管网投资最小。     

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...     

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。     

微灌田间管网优化图解法

根据微灌田间管网的特点，提出了其优化设计的图解法，可在满足允许水头偏差率条件下，合理地选择毛管与支管，使其造价最低。该法适用于各种地形下田间管网的优化设计问题。     

微灌田间管网的混合整数规划模型

根据不设调压管的微灌田间管网的特点，引入０－１变量，建立了微灌田间管网优化设计的混合整数规划模型。采用这一模型，可在满足允许水头差要求条件下，合理地选择毛管和支管的规格，使其造价之和最低。这一方法便于计算机求解，适合解决各种地形条件下的微灌田间管网优化设计问题。     

农业机械技术问答

196．怎样布置设施农业滴灌旗肥系统？ 答温室滴灌施肥系统包括供水泵、输水管网、滴灌带、施肥、过滤、调控装置等。输水管网由主管、支管及毛管组成。目前生产中使用的温室滴灌施肥系统有可以同时控制多个棚室,也可以单独控制一个棚室。输水主管和支管选用PE管,毛管选用低压工作状态下的滴灌管。毛管依作物行向布置,水泵、施肥器、调控阀等布置在输水主管的首部。     

农业机械技术问答(续22)

<正>196.怎样布置设施农业滴灌施肥系统?答温室滴灌施肥系统包括供水泵、输水管网、滴灌带、施肥、过滤、调控装置等。输水管网由主管、支管及毛管组成。目前生产中使用的温室滴灌施肥系统有可以同时控制多个棚室,也可以单独控制一个棚室。输水主管和支管选     

农业机械技术问答

196．怎样布置设施农业滴灌旗肥系统？ 答温室滴灌施肥系统包括供水泵、输水管网、滴灌带、施肥、过滤、调控装置等。输水管网由主管、支管及毛管组成。目前生产中使用的温室滴灌施肥系统有可以同时控制多个棚室，也可以单独控制一个棚室。输水主管和支管选用PE管，毛管选用低压工作状态下的滴灌管。毛管依作物行向布置，水泵、施肥器、调控阀等布置在输水主管的首部。     

微喷灌田间管网的优化研究

出水口的位置不同,田间管网布置方案也不同,从而影响田间管网的投资费用,以往的研究大多忽略了出水口位置对管网投资的影响。【目的】探究在自压供水条件下,出水口位置对田间管网建设费用的影响。【方法】分别对出水口位于地块一角、地块一边、地块中间3种情形建立以毛管长度、支管管径为决策变量,以微喷灌田间管网总投资最小为目标的优化模型,采用变径设计,选用遗传算法求解。【结果】与传统规范设计方案相比,出水口位于地块一角、一边和中间的模型优化方案,管道投资分别降低了20.0%、9.5%、23.9%。对比规范设计结果,出水口位于地块一边的管网投资最小,比出水口位于地块一角的布置方案投资降低了13.4%,出水口位于地块中间比位于一角时布置方案投资降低了7.2%;对比模型优化结果,出水口位于地块中间比出水口位于地块一角和出水口位于地块一边时田间管网投资分别降低了11.8%、9.9%。【结论】模型优化结果节省投资明显,模型优化结果显示出水口位于中间毛管双向布置时投资最省。     

平坦地形时微灌设计单元内允许压差在支,毛管上的合理分配

本文就平坦地形微灌田间管网设计中单元内允许压差在支、毛管中合理分配理论进行分析，重申了美国Ｊ．Ｋｅｌｌｅｒ提出了平坦地形单元允许压差按０．４５的比例分配给支管设计理论的前提条件，并利用文献提出了允许压差最优分配的计算公式，计算验证了Ｋｅｌｌｅｒ理论在其限定条件下的正确性。     

An improved method for designing microirrigation submain units

A method was developed for designing microirrigation submain units using the lateral flow rate equation, finite element method, and golden section search. Characteristics of water application uniformity affected by lateral parameters (length and diameter) and submain parameters (length and diameter) were analyzed using computer simulations. The design principle was then implemented based on the simulation results. When the required average emitter discharge, the required water application uniformity, one lateral parameter (length or diameter), and one submain parameter (length or diameter) are given, the optimal values of another lateral parameter, another submain parameter, best submain position (paired laterals), and operating pressure head can be accurately designed using a personal computer. A submain unit designed using this method has a minimal initial cost. This method is suitable for both submain units with uniform lateral lengths (in regular fields) and nonuniform lateral lengths (in irregular fields). Received: 28 May 1996     

Design of microirrigation laterals at minimum cost

Based on the design methods of finite elements and golden-section searches, a method was developed for designing microirrigation laterals at minimum cost. Characteristics of water application uniformity as affected by lateral diameters and lengths were analyzed. When the required average emitter discharge is known, the relationships of water application uniformity, best submain position (paired laterals), and operating pressure head as a function of the lateral diameter and length can be accurately determined using a personal computer. The lateral diameter and length can then be determined from a contour map representing water application uniformity as a function of the lateral diameter and length (computer calculation). The best submain position and operating pressure head for this lateral diameter and length is then determined by computer calculation. This method is suitable for designing microirrigation laterals on both uniformly and nonuniformly sloping fields. Received: 30 May 1997     

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。     

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.     

滴灌毛管泥沙分布与灌水器堵塞试验研究

为探明滴灌毛管泥沙分布及灌水器堵塞规律,通过对8种粒径的泥沙进行短周期浑水试验和堵塞试验,研究了泥沙在不同毛管分布和灌水器堵塞规律。结果表明:泥沙在不同毛管中淤积量的不均匀程度可以通过毛管淤积分布系数来衡量;泥沙在支管中的运动状态对进入毛管中的泥沙量影响很大,通过计算支管泥沙悬浮指数,可确定泥沙在不同毛管中的淤积状况,悬浮指数越大,泥沙在各毛管淤积量越不均匀,突变发生在悬浮指数等于0.325处;大颗粒泥沙在毛管底部以推移质形式运动,是造成灌水器突然堵塞的直接原因,且主要出现在第1、2条毛管中,而细小颗粒的絮凝作用是造成灌水器逐渐堵塞的主要原因。     

Design of microirrigation laterals on nonuniform slopes

A method for designing microirrigation laterals on nonuniform slopes was developed using the finite element method. Six representative nonuniform slope patterns were discussed in detail. The design principle was implemented based on the results of computer simulations. It was found that a single lateral is suitable for Pattern I while paired laterals are better for Patterns II ∼ VI in most cases. The diameter of a single lateral or paired laterals may have two solutions for a required uniformity of water application and the length may have multiple solutions. When the required average emitter discharge, required uniformity of water application, and one parameter (either length or diameter) of a single lateral or paired laterals are given, the unknown parameter, best submain position (paired laterals) and operating pressure head can be accurately designed using personal computers. The design procedures are described. Received: 2 November 1995     

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。     

机压微灌管网系统布置与管径同步优化设计

微灌管网系统由轮灌管网(支毛管)和续灌管网(干管)组成,以往的研究没有将其作为一个系统,且不能实现布置与管径组合的同步优化,研究成果对坡度均匀的大型灌区机压微灌独立管网系统的优化也不适用。因此,提出了机压微灌管网系统优化的方法,并建立了优化设计数学模型,采取整数及实数编码的混合编码方法,通过遗传算法求解,同时实现轮灌管网及续灌管网的布置优化及管径组合优化,得出的管径为标准商用管径,无需调整。实例计算结果表明,该模型与算法在求解机压微灌管网系统优化设计问题上具有良好的优化性能和求解精度。与传统设计方案相比较,轮灌管网和续灌管网的优化设计方案单位面积年费用分别降低了14. 85%～35. 59%和4. 12%～12. 99%,节省投资效果明显。