管道灌溉系统水力模拟及系统优化

发布时间：2020-05-16 17:46

【摘要】：我国水资源严重不足,农业灌溉用水浪费严重,采用合理的节水措施是缓解水资源短缺,保证农业可持续发展的重要选择。因此发展低压管道灌溉,具有重要的现实意义和广阔的应用前景。在总结国内外管道输水灌溉既有成果的基础上,本文针对低压管灌系统水力模拟和优化设计方面开展了以下研究:1.对管道灌溉系统水力模拟的基本原理进行分析,建立了管道灌溉系统模拟模型,模型分为四类基本单元,并对每类基本单元的水力模型计算推导过程进行了说明,最后介绍了模型的求解方法。2.应用Visual Basic软件开发工具,对管灌系统水力模拟模型程序进行设计。对于一个低压管道灌溉工程设计方案,利用该模型可以模拟其运行状态,从而发现设计方案中存在的问题。对于一个已经建成的管道灌溉系统,利用该模型可以判别运行状态的好坏,帮助我们找到合理的轮灌方案,或者有目的地进行技术改造。该模型程序的开发大大减少了繁琐的人工计算,提高了工作效率。3.以管网年费用最小和保证适宜的出口流量偏差程度为目标,对低压管道灌溉系统进行优化设计。先以管网年费用为目标,从建设投资和运行费用两方面考虑,以各级管网管径为决策变量,建立优化模型;然后运用均匀设计法对模型进行求解;最后运用低压管道灌溉水力模拟模型对各组管径组合方案进行模拟,直至找到出口流量偏差程度也符合要求的管径组合方案,来实现系统的优化。4.结合工程实例,将上述低压管灌水力模拟模型和系统优化模型加以应用,并将优化设计成果与通过常规设计得到的初步设计成果进行比较。通过比较,可以发现优化后的低压管道系统既能更好的满足出口流量偏差程度要求,又能使投资费用更加合理,这证明了低压管灌系统优化方法的可行性。
【图文】：

３逡逑图２－１邋（ｂ）邋ＨＪ－Ｈ３关系曲线逡逑分流结点（如图２－２），其支管末端出水口的工作压力图２－１邋（６）所示的曲线类似。由于０和／／３己知，一问题。但计算较为复杂，其中包含了若干个支、

逑Ｖ邋＾逡逑图２－丨（ａ）出水口竖管分流结点示意图逡逑ＨＪ邋ｎ逡逑Ｈ３逡逑图２－１邋（ｂ）邋ＨＪ－Ｈ３关系曲线逡逑对于干、支分流结点（如图２－２），其支管末端出水口的工作压力／／■／与千管３－３断面逡逑水头压力的关系与图２－１邋（６）所示的曲线类似。由于０和／／３己知，因此同样可以利用非逡逑线方程解法求解这一问题。但计算较为复杂，，其中包含了若干个支、竖管分流结点的水力逡逑平衡计算。逡逑Ｗ邋？７ｈｊ逡逑图２－２干、支分流结点示意图逡逑２．１．２寻求水泵工况点的基本原理逡逑水泵的稳定运行工况点也需要通过多次试算求得［４５］。由于出水口的流量与工作压力０．５逡逑次方成正比，轮灌组中最远一条支管上末端出水口的工作压力与系统总流量的关系可定性逡逑地表示成如图２－３所示的曲线／／Ｊ？０。图２－３中曲线／／？０和／／逦分别为水泵的扬程特逡逑
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S274

【参考文献】

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本文编号：2667086