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《噴灌水量分布動(dòng)態(tài)模擬與均勻性研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、2014年11月農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)第45卷第11期doi:10．6041/j．issn．1000-1298．2014．11．025*噴灌水量分布動(dòng)態(tài)模擬與均勻性研究1，211韓文霆王玄孫瑜(1．西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)械與電子工程學(xué)院，陜西楊凌712100;2．西北農(nóng)林科技大學(xué)中國旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)研究院，陜西楊凌712100)摘要:為研究壓力、噴頭組合方式和插值方法對(duì)噴灌均勻系數(shù)CU和分布均勻系數(shù)DU這兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果的影響規(guī)律，利用雨量筒徑向間隔為1m的FYＲB-471型噴頭無風(fēng)噴灑試驗(yàn)數(shù)據(jù)，模擬出了噴頭在不同壓力下的水量分布情況。在噴頭矩形組合方式和正三角形組合方式下，采用線性插值、立
2、方插值、三次樣條插值、距離插值和平面插值法計(jì)算了不同壓力下的噴灌均勻系數(shù)和分布均勻系數(shù)。結(jié)果表明，采用三角形組合方式比矩形組合方式計(jì)算的噴灌均勻系數(shù)CU高1.56～4.77個(gè)百分點(diǎn)，同樣，三角形組合方式比矩形組合方式計(jì)算的分布均勻系數(shù)DU高4.26～9.19個(gè)百分點(diǎn);不同的插值方法對(duì)噴灌均勻系數(shù)與分布均勻系數(shù)的計(jì)算結(jié)果影響不明顯，而壓力是影響噴灌均勻系數(shù)的一個(gè)重要因素。關(guān)鍵詞:噴灌噴頭均勻系數(shù)水量分布動(dòng)態(tài)模擬中圖分類號(hào):S275.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1000-1298(2014)11-0159-06引言1材料與方法噴灌是將灌溉水通過由噴灌設(shè)備組成的噴灌系1.1噴頭試驗(yàn)系統(tǒng)
3、統(tǒng)(或噴灌機(jī)具)，形成具有一定壓力的水，由噴頭噴頭試驗(yàn)在國家節(jié)水灌溉楊凌工程技術(shù)研究中噴射到空中，形成水滴狀態(tài)，灑落到土壤表面，為作心的灌溉水力學(xué)大廳內(nèi)進(jìn)行，該試驗(yàn)場地長80m，物生長提供必要的水分。噴灌水量分布的均勻性是寬30m。試驗(yàn)系統(tǒng)由提供固定壓力0～500kPa的噴灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必須考慮的因素，這是因?yàn)榫鶆虺陶{(diào)頻泵及管道組成，如圖1所示。度過低會(huì)影響作物對(duì)土壤水分的利用，而均勻程度試驗(yàn)選用的噴頭是噴灑角度可調(diào)的FYＲB-471又與系統(tǒng)投資密切相關(guān)，高的均勻程度必然需要大型噴頭，試驗(yàn)程序和方法參照文獻(xiàn)［17－19］。試驗(yàn)的投資。噴頭安裝在垂直固定的豎管上，試驗(yàn)中噴嘴安裝高對(duì)
4、噴頭水量分布的研究早在20世紀(jì)80年代就度為距地面1.2m，壓力表距離噴嘴25cm，試驗(yàn)所已經(jīng)開始，提出許多很有實(shí)際意義的理論并建立了用的雨量筒開口直徑為19cm，高度為23cm，滿足相應(yīng)較為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，其中有些模型轉(zhuǎn)化為程試驗(yàn)要求。雨量筒采用徑向型布置方式，沿噴頭噴［1－7］序軟件，實(shí)現(xiàn)了電算化。灑方向，每間隔1m均勻布置雨量筒，如圖2所示。目前關(guān)于噴灌水量分布的研究大都考慮風(fēng)、坡試驗(yàn)場平整，最大坡度小于1%，室內(nèi)無風(fēng)。由于試［8－16］地等影響因素，沒有綜合考慮噴頭工作壓力、驗(yàn)是在無風(fēng)條件下進(jìn)行的，可以認(rèn)為各個(gè)方向與噴不同的噴頭組合方式和插值方法對(duì)噴灌水量分布均頭相同距
5、離遠(yuǎn)處的降水深基本相同，所以可用一條勻性的影響。本文旨在利用單噴頭無風(fēng)噴灑徑向試輻射線的數(shù)據(jù)代替其他方向輻射線的數(shù)據(jù)，從而減［8］驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用Sprinkler3D和SIUEW1.0兩個(gè)噴灌少試驗(yàn)工作量。均勻性分析軟件，在不同工作壓力和不同組合方1.2噴灌均勻系數(shù)和分布均勻系數(shù)計(jì)算方法式下運(yùn)用不同的插值方法計(jì)算噴灌均勻系數(shù)CU克里斯琴森最早提出了描述噴灌水量分布均勻和分布均勻系數(shù)DU，從而建立噴頭工作壓力與噴程度的定量指標(biāo)，并在世界各國得到廣泛應(yīng)用，我國［20］頭均勻性的模型，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工況下噴灌水量分布制定的《噴灌工程技術(shù)規(guī)范》也采用了克里斯琴的模擬。森均勻系數(shù)(CU)?？死锼?/p>
6、琴森均勻系數(shù)描述的是收稿日期:2014-07-01修回日期:2014-08-11*“十二五”國家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2011BAD29B08)和新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃資助項(xiàng)目(NCET-12-0473)作者簡介:韓文霆，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事節(jié)水灌溉技術(shù)與裝備研究，E-mail:hanwt2000@126．com160農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)2014年水深度較小的那一部分，有利于保證作物獲得必要的最小灌水量，因此美國農(nóng)業(yè)部推薦采用DU來描［21］述水量分布的均勻性。對(duì)于徑向布置的雨量筒噴灑試驗(yàn)，需用不同計(jì)圖1試驗(yàn)系統(tǒng)原理圖算方法將實(shí)測徑向降水深數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格點(diǎn)的水Fig．1Diag
7、ramofexperimentalsystem深，然后計(jì)算CU和DU。一般是根據(jù)噴頭不同的組1．儲(chǔ)水槽2．離心泵3．閥門4．壓力表5．輸水管6．噴頭合方式和組合間距，通過二維插值，將單噴頭圓形噴7．雨量筒灑域的水量分布試驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多噴頭組合的網(wǎng)格型數(shù)據(jù)，然后按照噴灌均勻系數(shù)和分布均勻系數(shù)的計(jì)算方法求得多噴頭組合噴灌均勻系數(shù)和分布均勻系數(shù)。常用的二維插值方法包括距離插值法、平面插值法和兩次插值法，其中兩次插值法又有線性插值法、立方插值法和三次樣條插值法。距離插值法又稱作反距離加權(quán)法，其插值原
