高速公路中央绿化带滴灌系统设计参数对出流均匀度影响研究
发布时间：2021-11-17 16:19
针对重庆忠万高速绿化带滴灌工程的比降大、管道长的复杂条件,基于Darcy-Weisbach公式建立了迭代求解数学模型,并布置室内水力学实验获得实测参数来验证。针对滴管管网设计参数,包括管长、滴头间距、坡比等对出流均匀度的影响,指出在一定的坡比、管长等边界条件下,适当的初始水头、滴头间距参数组合可满足滴灌系统的出流均匀度要求。
【文章来源】：重庆交通大学学报(自然科学版). 2020,39(08)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
滴灌水力计算模型的验证
本组试验对比采用克里斯琴均匀系数CU，对比大孔径薄壁出流、压力补偿滴头出流两种滴灌出流方式对均匀度影响。图2为两种出流方式的试验数据。通过数值计算和水力学试验可看出：在不同进口初始水头条件下（5.2、5.5、5.8 m这3种工况），对应的孔口出流克里斯琴均匀系数CU分别为66.78%、67.23%、68.69%，而采用压力补偿式滴头的毛管出流均匀系数分别为92.44%、92.64%、92.70%，明显高于孔口出流型式的相应参数。从上述数据可看出：(1)初始水头提高有助于提升孔口出流毛管的出流均匀性；(2)压力补偿式滴头可显著提高滴灌毛管均匀度，减小滴灌系统对其它因素控制依赖。由此可见，在实际滴灌工程中采用压力补偿式滴头是提升滴灌均匀度的有效措施。故示范工程忠万高速公路绿化带中均采用压力补偿式滴头。
笔者采用前述验证的数学模型，考虑边界条件坡度i=0.1%，滴孔间距S=0.8 m，研究不同进口压力水头（h=5、6、7、8、9 m这5种情况）条件下，毛管铺设长度对灌水均匀度影响。将计算得到的孔口流量代入公式计算得到灌水均匀度，绘制灌水均匀度与铺设长度的关系曲线，如图3。由图3可知：在相同初始水头条件下，灌水均匀度随毛管铺设长度增大而线性降低。亦即毛管铺设长度越短，灌水均匀性越好；而管长越大，均匀系数越低。毛管在不同压力水头作用下，灌水均匀度在不同管长范围内的变化并不显著，变化曲线近似于线性。当管道长度大于60 m时，灌水均匀度可能会降至80%以下，超出植物灌溉均匀度要求。另一方面，在不同管长条件下，较高的初始水头度可获得较高的灌水均匀度。上述分析表明：在低水头条件下，较短的毛管长度可保证灌水均匀度要求。若工程条件需要长距离滴灌毛管，则需要适当增加初始水头及优化坡比、滴头间距等设计参数。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SCS模型的巫山县降雨径流多情景模拟[J]. 牟凤云,龙秋月,余情,杨猛,何勇. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2020(02)
[2]三峡库区(重庆段)土地利用空间冲突类型识别及驱动机制研究[J]. 官冬杰,陈婷,和秀娟,罗雪,罗丽,邓慧婷. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(02)
[3]低压地面滴灌水力特性研究进展[J]. 孙永胜,张新燕. 水利与建筑工程学报. 2011(03)
[4]低压滴灌小孔出流孔前压力变化研究[J]. 王宏,李援农,洪明,蒋耿民. 干旱地区农业研究. 2009(02)
[5]低压条件下滴灌灌水均匀度试验研究[J]. 张林,范兴科,吴普特. 灌溉排水学报. 2008(05)
[6]不同坡度下压力对滴灌毛管均匀度的影响试验[J]. 张天举,仵峰,邓忠,范永申. 水利水电科技进展. 2007(03)
[7]低压PE滴灌毛管水头损失试验[J]. 洪明,李援农,邵莉芳,宋良红. 干旱地区农业研究. 2007(03)
[8]考虑水温变化的微灌塑料管沿程水头损失计算公式探讨[J]. 白丹,马敏,史海波,刘文芳. 西安理工大学学报. 2001(03)
[9]日光温室中自流式低压滴灌技术的研究[J]. 苏德荣,田媛,高前兆. 农业工程学报. 2000(03)
[10]低水头滴灌系统的研究[J]. 冯素珍. 内蒙古农业大学学报(自然科学版). 1999(04)
硕士论文
[1]基于湿度传感器及压力补偿式滴头的中央绿化带智能微灌技术研究[D]. 谭江涌.重庆交通大学 2016
[2]低压滴灌管水力特性试验研究[D]. 常换换.西北农林科技大学 2014
本文编号：3501270
【文章来源】：重庆交通大学学报(自然科学版). 2020,39(08)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
滴灌水力计算模型的验证
本组试验对比采用克里斯琴均匀系数CU，对比大孔径薄壁出流、压力补偿滴头出流两种滴灌出流方式对均匀度影响。图2为两种出流方式的试验数据。通过数值计算和水力学试验可看出：在不同进口初始水头条件下（5.2、5.5、5.8 m这3种工况），对应的孔口出流克里斯琴均匀系数CU分别为66.78%、67.23%、68.69%，而采用压力补偿式滴头的毛管出流均匀系数分别为92.44%、92.64%、92.70%，明显高于孔口出流型式的相应参数。从上述数据可看出：(1)初始水头提高有助于提升孔口出流毛管的出流均匀性；(2)压力补偿式滴头可显著提高滴灌毛管均匀度，减小滴灌系统对其它因素控制依赖。由此可见，在实际滴灌工程中采用压力补偿式滴头是提升滴灌均匀度的有效措施。故示范工程忠万高速公路绿化带中均采用压力补偿式滴头。
笔者采用前述验证的数学模型，考虑边界条件坡度i=0.1%，滴孔间距S=0.8 m，研究不同进口压力水头（h=5、6、7、8、9 m这5种情况）条件下，毛管铺设长度对灌水均匀度影响。将计算得到的孔口流量代入公式计算得到灌水均匀度，绘制灌水均匀度与铺设长度的关系曲线，如图3。由图3可知：在相同初始水头条件下，灌水均匀度随毛管铺设长度增大而线性降低。亦即毛管铺设长度越短，灌水均匀性越好；而管长越大，均匀系数越低。毛管在不同压力水头作用下，灌水均匀度在不同管长范围内的变化并不显著，变化曲线近似于线性。当管道长度大于60 m时，灌水均匀度可能会降至80%以下，超出植物灌溉均匀度要求。另一方面，在不同管长条件下，较高的初始水头度可获得较高的灌水均匀度。上述分析表明：在低水头条件下，较短的毛管长度可保证灌水均匀度要求。若工程条件需要长距离滴灌毛管，则需要适当增加初始水头及优化坡比、滴头间距等设计参数。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SCS模型的巫山县降雨径流多情景模拟[J]. 牟凤云,龙秋月,余情,杨猛,何勇. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2020(02)
[2]三峡库区(重庆段)土地利用空间冲突类型识别及驱动机制研究[J]. 官冬杰,陈婷,和秀娟,罗雪,罗丽,邓慧婷. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(02)
[3]低压地面滴灌水力特性研究进展[J]. 孙永胜,张新燕. 水利与建筑工程学报. 2011(03)
[4]低压滴灌小孔出流孔前压力变化研究[J]. 王宏,李援农,洪明,蒋耿民. 干旱地区农业研究. 2009(02)
[5]低压条件下滴灌灌水均匀度试验研究[J]. 张林,范兴科,吴普特. 灌溉排水学报. 2008(05)
[6]不同坡度下压力对滴灌毛管均匀度的影响试验[J]. 张天举,仵峰,邓忠,范永申. 水利水电科技进展. 2007(03)
[7]低压PE滴灌毛管水头损失试验[J]. 洪明,李援农,邵莉芳,宋良红. 干旱地区农业研究. 2007(03)
[8]考虑水温变化的微灌塑料管沿程水头损失计算公式探讨[J]. 白丹,马敏,史海波,刘文芳. 西安理工大学学报. 2001(03)
[9]日光温室中自流式低压滴灌技术的研究[J]. 苏德荣,田媛,高前兆. 农业工程学报. 2000(03)
[10]低水头滴灌系统的研究[J]. 冯素珍. 内蒙古农业大学学报(自然科学版). 1999(04)
硕士论文
[1]基于湿度传感器及压力补偿式滴头的中央绿化带智能微灌技术研究[D]. 谭江涌.重庆交通大学 2016
[2]低压滴灌管水力特性试验研究[D]. 常换换.西北农林科技大学 2014
本文编号：3501270
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