基于凯勒方法的微灌双向毛管水力解析模型.pdfVIP

陕西水利21315年科技专刊 基于凯勒方法的微灌双向毛管水力解析模型 韩方军 (新疆农牧区水利规划总站 新疆 鸟鲁木齐 830000) 摘 要 基于能坡线法和数值拟合方法，简化 了凯勒方法中双向毛管最佳支管位置、毛管进 口工作压力 及灌水器最小工作压力的解析模型，并提出了凯勒均匀系数和流量偏差率的解析模型。案例应 用显示本方法无需任何迭代运算，易用高效。本文构建的双向毛管水力解析。可以为提高微灌 工程设计效率提供理论依据。 关键词 微灌；双向毛管；水力设计；解析模型；灌水均匀度 中图分类号：$277．9 文献标识码：B 1引言 段毛管长度与整条毛管长度的比值 ： 实际大田微灌工程中毛管多为双向铺设。微灌双向毛管 一 ≠ ㈣ 水力设计的主要任务是 ：设计最佳支管位置 ，进 口工作压力 式中，BMP为双向毛管最佳支管位置设计参数； 及评价灌水均匀度。水力解析方法基于经典微灌水力学 ，可 L呷为逆坡段毛管长度(m)； 以建立具有明确物理意义的解析模型，应用方便 ，因此在工 L为双向毛管总长度 (m)。 程实践中应用广泛。 在凯勒方法中，最佳支管位置被定义为使得顺坡和逆坡毛 目前，适用于设计微灌双向毛管的水力解析法可 以分为 管最小工作压力相等的位置[1】。基于此定义和能量坡度法，构建了 凯勒方法…、张国祥方法2[]和蒋树芳方法[3】。其中，凯勒方法定 双向毛管最佳支管位置解析模型，BMP的解析模型可表示为： 义最佳支管位置位于左右两侧毛管最小压力相等处，可以通 (1-BMP)m+l-- “= ( ) 2() 过图解法和解析法实现，简单方便 ，在 国际上应用最为广泛。 张国祥方法可以满足支管两侧毛管灌水器平均流量等于设 式中，m为流量指数； 计流量 ，同时可以考虑毛管进口比对设计结果的影响，但该 J为与双向毛管等长的单向顺坡毛管的坡降比，J= 方法需要将毛管水力分布情况进行分级，设计过程较为复 △Hs，△H ； 杂。蒋树芳方法基于凯勒方法中最佳支管位置的定义，提出 △H为与双向毛管等长的单向顺坡毛管进口与末端的地 了满足允许的最大压力水头和最小压力水头的双 向微灌毛 形高差，△H。=SoL(m)； 管设计方法 ，可以设计进口工作压力已知的双向微灌毛管。 S。为地形坡度，S0≥O； 利用以上水力解析法，可以较好的设计微灌双向毛管的 △HF为与双向毛管等长的单向毛管的总摩阻损失，△H= 最佳支管位置和进 口工作压力 ，但还缺乏评价整条毛管灌水 FcF,KQmD／bL(m)； 均匀度的解析模型。本文基于能坡线法 ，利用数值拟合方法 F为克里斯琴森多口系数，当N100时，Fc=1m+1)； 简化凯勒方法 ，并进一步提出了微灌双向毛管的灌水均匀度 F。为考虑灌水器局部水头损失的毛管总水头损失扩大系 评价模型 ，为提高微灌工程设计效率提供理论依据。 数，通常 F目=1．10～1．20； Q为双向毛管进 口总流量，Q=N·qa( )； N为双向微灌毛管灌水器个数 ，N=L／s+l； S为灌水器间距 (m)； q为灌水器设计流量(L )； D为毛管内径 (