高速公路中央綠化帶滴灌系統(tǒng)設計參數(shù)對出流均勻度影響研究
發(fā)布時間：2021-11-17 16:19
針對重慶忠萬高速綠化帶滴灌工程的比降大、管道長的復雜條件,基于Darcy-Weisbach公式建立了迭代求解數(shù)學模型,并布置室內(nèi)水力學實驗獲得實測參數(shù)來驗證。針對滴管管網(wǎng)設計參數(shù),包括管長、滴頭間距、坡比等對出流均勻度的影響,指出在一定的坡比、管長等邊界條件下,適當?shù)某跏妓^、滴頭間距參數(shù)組合可滿足滴灌系統(tǒng)的出流均勻度要求。
【文章來源】：重慶交通大學學報(自然科學版). 2020,39(08)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
滴灌水力計算模型的驗證
本組試驗對比采用克里斯琴均勻系數(shù)CU，對比大孔徑薄壁出流、壓力補償?shù)晤^出流兩種滴灌出流方式對均勻度影響。圖2為兩種出流方式的試驗數(shù)據(jù)。通過數(shù)值計算和水力學試驗可看出：在不同進口初始水頭條件下（5.2、5.5、5.8 m這3種工況），對應的孔口出流克里斯琴均勻系數(shù)CU分別為66.78%、67.23%、68.69%，而采用壓力補償式滴頭的毛管出流均勻系數(shù)分別為92.44%、92.64%、92.70%，明顯高于孔口出流型式的相應參數(shù)。從上述數(shù)據(jù)可看出：(1)初始水頭提高有助于提升孔口出流毛管的出流均勻性；(2)壓力補償式滴頭可顯著提高滴灌毛管均勻度，減小滴灌系統(tǒng)對其它因素控制依賴。由此可見，在實際滴灌工程中采用壓力補償式滴頭是提升滴灌均勻度的有效措施。故示范工程忠萬高速公路綠化帶中均采用壓力補償式滴頭。
筆者采用前述驗證的數(shù)學模型，考慮邊界條件坡度i=0.1%，滴孔間距S=0.8 m，研究不同進口壓力水頭（h=5、6、7、8、9 m這5種情況）條件下，毛管鋪設長度對灌水均勻度影響。將計算得到的孔口流量代入公式計算得到灌水均勻度，繪制灌水均勻度與鋪設長度的關系曲線，如圖3。由圖3可知：在相同初始水頭條件下，灌水均勻度隨毛管鋪設長度增大而線性降低。亦即毛管鋪設長度越短，灌水均勻性越好；而管長越大，均勻系數(shù)越低。毛管在不同壓力水頭作用下，灌水均勻度在不同管長范圍內(nèi)的變化并不顯著，變化曲線近似于線性。當管道長度大于60 m時，灌水均勻度可能會降至80%以下，超出植物灌溉均勻度要求。另一方面，在不同管長條件下，較高的初始水頭度可獲得較高的灌水均勻度。上述分析表明：在低水頭條件下，較短的毛管長度可保證灌水均勻度要求。若工程條件需要長距離滴灌毛管，則需要適當增加初始水頭及優(yōu)化坡比、滴頭間距等設計參數(shù)。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于SCS模型的巫山縣降雨徑流多情景模擬[J]. 牟鳳云,龍秋月,余情,楊猛,何勇. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2020(02)
[2]三峽庫區(qū)(重慶段)土地利用空間沖突類型識別及驅(qū)動機制研究[J]. 官冬杰,陳婷,和秀娟,羅雪,羅麗,鄧慧婷. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2019(02)
[3]低壓地面滴灌水力特性研究進展[J]. 孫永勝,張新燕. 水利與建筑工程學報. 2011(03)
[4]低壓滴灌小孔出流孔前壓力變化研究[J]. 王宏,李援農(nóng),洪明,蔣耿民. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2009(02)
[5]低壓條件下滴灌灌水均勻度試驗研究[J]. 張林,范興科,吳普特. 灌溉排水學報. 2008(05)
[6]不同坡度下壓力對滴灌毛管均勻度的影響試驗[J]. 張?zhí)炫e,仵峰,鄧忠,范永申. 水利水電科技進展. 2007(03)
[7]低壓PE滴灌毛管水頭損失試驗[J]. 洪明,李援農(nóng),邵莉芳,宋良紅. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2007(03)
[8]考慮水溫變化的微灌塑料管沿程水頭損失計算公式探討[J]. 白丹,馬敏,史海波,劉文芳. 西安理工大學學報. 2001(03)
[9]日光溫室中自流式低壓滴灌技術(shù)的研究[J]. 蘇德榮,田媛,高前兆. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2000(03)
[10]低水頭滴灌系統(tǒng)的研究[J]. 馮素珍. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版). 1999(04)
碩士論文
[1]基于濕度傳感器及壓力補償式滴頭的中央綠化帶智能微灌技術(shù)研究[D]. 譚江涌.重慶交通大學 2016
[2]低壓滴灌管水力特性試驗研究[D]. 常換換.西北農(nóng)林科技大學 2014
本文編號：3501270
【文章來源】：重慶交通大學學報(自然科學版). 2020,39(08)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：6 頁
【部分圖文】：
滴灌水力計算模型的驗證
本組試驗對比采用克里斯琴均勻系數(shù)CU，對比大孔徑薄壁出流、壓力補償?shù)晤^出流兩種滴灌出流方式對均勻度影響。圖2為兩種出流方式的試驗數(shù)據(jù)。通過數(shù)值計算和水力學試驗可看出：在不同進口初始水頭條件下（5.2、5.5、5.8 m這3種工況），對應的孔口出流克里斯琴均勻系數(shù)CU分別為66.78%、67.23%、68.69%，而采用壓力補償式滴頭的毛管出流均勻系數(shù)分別為92.44%、92.64%、92.70%，明顯高于孔口出流型式的相應參數(shù)。從上述數(shù)據(jù)可看出：(1)初始水頭提高有助于提升孔口出流毛管的出流均勻性；(2)壓力補償式滴頭可顯著提高滴灌毛管均勻度，減小滴灌系統(tǒng)對其它因素控制依賴。由此可見，在實際滴灌工程中采用壓力補償式滴頭是提升滴灌均勻度的有效措施。故示范工程忠萬高速公路綠化帶中均采用壓力補償式滴頭。
筆者采用前述驗證的數(shù)學模型，考慮邊界條件坡度i=0.1%，滴孔間距S=0.8 m，研究不同進口壓力水頭（h=5、6、7、8、9 m這5種情況）條件下，毛管鋪設長度對灌水均勻度影響。將計算得到的孔口流量代入公式計算得到灌水均勻度，繪制灌水均勻度與鋪設長度的關系曲線，如圖3。由圖3可知：在相同初始水頭條件下，灌水均勻度隨毛管鋪設長度增大而線性降低。亦即毛管鋪設長度越短，灌水均勻性越好；而管長越大，均勻系數(shù)越低。毛管在不同壓力水頭作用下，灌水均勻度在不同管長范圍內(nèi)的變化并不顯著，變化曲線近似于線性。當管道長度大于60 m時，灌水均勻度可能會降至80%以下，超出植物灌溉均勻度要求。另一方面，在不同管長條件下，較高的初始水頭度可獲得較高的灌水均勻度。上述分析表明：在低水頭條件下，較短的毛管長度可保證灌水均勻度要求。若工程條件需要長距離滴灌毛管，則需要適當增加初始水頭及優(yōu)化坡比、滴頭間距等設計參數(shù)。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于SCS模型的巫山縣降雨徑流多情景模擬[J]. 牟鳳云,龍秋月,余情,楊猛,何勇. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2020(02)
[2]三峽庫區(qū)(重慶段)土地利用空間沖突類型識別及驅(qū)動機制研究[J]. 官冬杰,陳婷,和秀娟,羅雪,羅麗,鄧慧婷. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2019(02)
[3]低壓地面滴灌水力特性研究進展[J]. 孫永勝,張新燕. 水利與建筑工程學報. 2011(03)
[4]低壓滴灌小孔出流孔前壓力變化研究[J]. 王宏,李援農(nóng),洪明,蔣耿民. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2009(02)
[5]低壓條件下滴灌灌水均勻度試驗研究[J]. 張林,范興科,吳普特. 灌溉排水學報. 2008(05)
[6]不同坡度下壓力對滴灌毛管均勻度的影響試驗[J]. 張?zhí)炫e,仵峰,鄧忠,范永申. 水利水電科技進展. 2007(03)
[7]低壓PE滴灌毛管水頭損失試驗[J]. 洪明,李援農(nóng),邵莉芳,宋良紅. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究. 2007(03)
[8]考慮水溫變化的微灌塑料管沿程水頭損失計算公式探討[J]. 白丹,馬敏,史海波,劉文芳. 西安理工大學學報. 2001(03)
[9]日光溫室中自流式低壓滴灌技術(shù)的研究[J]. 蘇德榮,田媛,高前兆. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2000(03)
[10]低水頭滴灌系統(tǒng)的研究[J]. 馮素珍. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版). 1999(04)
碩士論文
[1]基于濕度傳感器及壓力補償式滴頭的中央綠化帶智能微灌技術(shù)研究[D]. 譚江涌.重慶交通大學 2016
[2]低壓滴灌管水力特性試驗研究[D]. 常換換.西北農(nóng)林科技大學 2014
本文編號：3501270
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3501270.html
