基于双向流压力调节器的两级调压滴灌田间管网水力特性研究

摘要

两级调压即通过滴头和毛管压力调节器调节滴灌田间管网压力分布，以提高灌水均匀性，降低工程费用。开展基于双向流压力调节器的两级调压滴灌田间管网水力特性研究，对滴灌田间管网的规划、设计和管理具有重要的意义。本文采用数值模拟和理论分析相结合的研究方法开展研究，主要结论如下：
　　（1）根据实验数据，通过回归计算，构建了双向流压力调节器压差和流量的量化关系；在此基础上，建立了两级调压滴灌田间管网水力计算模型，并提出了该模型的求解方法。依据该模型，可计算出两级调压滴灌田间管网的滴头流量、滴头工作压力水头、支管各孔口处压力及流量、支管两侧毛管进口压力值、田间管网灌水均匀度、流量偏差率及压力水头偏差率。对比一级调压和两级调压滴灌田间管网水力计算结果，发现在影响因素相同的条件下，采用两级调压滴灌可以提高田间管网的灌水均匀度，降低田间管网流量偏差率及压力水头偏差率。
　　（2）两级调压滴灌田间管网水力特性数值模拟结果表明：在两级调压滴灌田间管网中，支管孔口数越多，孔口间距越大，支管沿上坡铺设且坡度越大，毛管铺设坡度越大，毛管管径越小，滴头间距越大，滴头个数越多或双向流压力调节器流量系数，压差指数越大，两级调压滴灌田间管网的灌水均匀度越小，流量偏差率及压力水头偏差率越大，越不利于提高灌水质量，反之亦然。部分毛管进口安装压力调节器，其灌水质量优于全部毛管进口安装压力调节器的田间管网。
　　（3）采用本文提出的三种不同调压方法设计一个果树滴灌田间管网，并比较三种设计方案的技术、经济指标。一级调压、两级调压和部分毛管两级滴灌田间管网流量偏差率分别为6.07％、8.84%和17.9%，均在20%以内，满足规范要求；一级调压、两级调压和部分毛管两级调压滴灌田间管网的年费用分别为41358元/年、38034元/年和35178元/年，两级调压比一级调压可节省年费8.04%，部分管毛两级调压比一级调压可节省年费用14.94%，表明部分毛管两级调压的滴灌田间管网既可满足设计要求，又可大幅度降低年费用值，提高经济效益。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究进展

1.3 研究目标、内容与技术路线

2 双向流压力调节器水力性能试验研究

2.1 试验测试系统

2.2 双向流压力调节器结构

2.3 试验数据分析

2.4 压力调节器流量和压差关系

2.5 本章小结

3 两级调压滴灌田间管网水力计算数值模拟研究

3.1 两级调压滴灌田间管网系统组成

3.2 滴灌田间管网水力计算模型

3.3 模型应用

3.4 本章小结

4两级调压滴灌田间管网灌水质量及影响因素

4.1 滴灌田间管网灌溉质量评价指标

4.2两级调压滴灌田间管网灌水均匀度及其影响因素

4.3 两级调压滴灌田间管网压力水头偏差率与流量偏差率

4.4两级调压田间管网流量偏差率和压力水头偏差率的关系

4.5 本章小结

5 部分毛管两级调压的滴灌田间管网水力特性研究

5.1 田间管网部分毛管两级调压的目的

5.2 两级调压范围确定

5.3 三种调压方式下田间管网灌水质量比较

5.4 本章小结

6 实例研究

6.1基本情况

6.2 一级调压滴灌设计

6.3 两级调压滴灌设计

6.4 部分毛管两级调压滴管设计

6.5 三种调压方式的技术与经济指标比较

6.6 本章小结

7 结论与建议

7.1 主要结论

7.2 建议与展望

致谢

参考文献

附录