我國目前已建的微灌工程中毛管布置方式以樹狀為主，但樹狀管網(wǎng)節(jié)點壓力沿管線降幅較大，滴頭出流不均勻，而且管道利用率低，灌溉時總有部分管道閑置，影響了微灌技術(shù)高效用水優(yōu)越性的充分發(fā)揮。環(huán)狀管網(wǎng)具有供水可靠，節(jié)點壓力相對均衡，管道利用率高等優(yōu)點，但其在灌溉中的應(yīng)用較少。為此，本文通過試驗分析微灌毛管環(huán)狀管網(wǎng)布置下各節(jié)點壓力分布和管段流量分布等水力特性，探討毛管進口壓力、鋪設(shè)長度、毛管管徑及滴頭類型等因素對灌水均勻度的影響，并與樹狀管網(wǎng)作對比，并對簡單環(huán)狀管網(wǎng)進行水力解析。通過上述研究，主要得到以下結(jié)論： （1）不同工作壓力下環(huán)狀管網(wǎng)各毛管的流量分配更均勻，流量分配比變化幅度較小，且隨著工作壓力的升高這種趨勢更加明顯；環(huán)數(shù)較少時，環(huán)狀管網(wǎng)支管總流量幾乎平均分配給各毛管。 （2）環(huán)狀管網(wǎng)灌水均勻度隨著工作壓力的增大而增大，相同壓力下環(huán)狀管網(wǎng)灌水均勻度要好于樹狀管網(wǎng)，毛管環(huán)狀布置更有利于提高整個管網(wǎng)的灌水均勻度。另外，由于環(huán)狀管網(wǎng)的壓力補償作用，其灌水均勻度隨著環(huán)數(shù)的增加呈拋物線分布。 （3）三種工作壓力下環(huán)狀管網(wǎng)毛管各測點壓力值高于樹狀管網(wǎng)毛管相應(yīng)測點壓力值，且隨著環(huán)（樹）數(shù)的增加，兩種管網(wǎng)相同測點的壓力差變大，環(huán)狀管網(wǎng)管網(wǎng)的壓力損失較小。另外，環(huán)狀管網(wǎng)各測點壓力的變化幅度比樹狀管網(wǎng)各測點壓力的變化幅度小。因此環(huán)狀管網(wǎng)壓力分布更均勻，有利于提高管網(wǎng)系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定性。 （4）兩種管網(wǎng)結(jié)構(gòu)下灌水均勻度均隨毛管進口壓力、毛管管徑的增大而增大，隨毛管長度和滴頭流量的增大而減小。相同條件下環(huán)狀管網(wǎng)的灌水均勻度要比樹狀管網(wǎng)的高1%-2%。流量偏差率均隨毛管進口壓力和毛管管徑增大而減小，隨毛管長度和滴頭流量的增大而增大。各個因素下環(huán)狀管網(wǎng)流量偏差率基本在20%以內(nèi)，滿足工程設(shè)計要求，而樹狀管網(wǎng)流量偏差率要大于20%。因此，環(huán)狀管網(wǎng)可以提高滴灌系統(tǒng)灌水質(zhì)量。 （5）通過環(huán)狀灌溉管網(wǎng)和樹狀灌溉管網(wǎng)影響因素的方差分析，可知對于環(huán)狀管網(wǎng)，毛管管徑對環(huán)狀管網(wǎng)灌水均勻度的影響呈顯著水平；對于樹狀管網(wǎng)，毛管管徑和滴頭流量對樹狀管網(wǎng)灌水均勻度的影響呈顯著水平；且環(huán)狀管網(wǎng)各因素對應(yīng)的F值較小，更便于運行管理、水力特性更穩(wěn)定、適用范圍更廣。另外，毛管管徑對環(huán)狀管網(wǎng)和樹狀管網(wǎng)流量偏差率的影響均呈顯著水平。在環(huán)狀管網(wǎng)中，降低壓力水頭、增加毛管管長、增大滴頭流量并不會對其流量偏差率造成明顯影響，在滴灌工程設(shè)計中可考慮適當(dāng)采用毛管管網(wǎng)環(huán)狀布置形式。 （6）在試驗基礎(chǔ)上，確定微灌毛管環(huán)狀管網(wǎng)的初始流量分配。通過對微灌環(huán)狀管網(wǎng)的水力計算進行研究，可知在管網(wǎng)環(huán)數(shù)小于5環(huán)時，利用環(huán)狀管網(wǎng)初始流量分配公式（4-4）對微灌環(huán)狀管網(wǎng)進行初始流量分配計算，進而解環(huán)方程組。對于單環(huán)微灌管網(wǎng)，當(dāng)系統(tǒng)流量、管道布置等確定時，可按式（4-7）至式（4-15）計算各毛管管段流量和節(jié)點壓力；對于雙環(huán)微灌管網(wǎng)水力解析，可通過式（4-16）至式（4-23）計算各毛管管段流量和節(jié)點壓力；對于環(huán)數(shù)較多的復(fù)雜管網(wǎng)，應(yīng)借助計算機程序進行進一步解析。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：S275.5
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的與意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 灌溉技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 微灌水力學(xué)研究進展
        1.3.3 樹狀管網(wǎng)水力優(yōu)化計算研究現(xiàn)狀
        1.3.4 環(huán)狀管網(wǎng)水力優(yōu)化計算研究現(xiàn)狀
        1.3.5 微灌灌水均勻度評價方法及影響因素研究現(xiàn)狀
    1.4 存在問題
    1.5 研究內(nèi)容
        1.5.1 微灌毛管環(huán)狀管網(wǎng)壓力和流量分布規(guī)律
        1.5.2 微灌毛管環(huán)狀管網(wǎng)灌水均勻度影響因素研究
        1.5.3 微灌毛管環(huán)狀管網(wǎng)水力計算方法
    1.6 研究方法與技術(shù)路線
        1.6.1 研究方法
        1.6.2 技術(shù)路線
    1.7 創(chuàng)新點
第二章 微灌毛管環(huán)狀管網(wǎng)壓力流量分布特性
    2.1 材料與方法
        2.1.1 試驗設(shè)計
        2.1.2 試驗裝置與步驟
        2.1.3 灌水均勻度、灌水均勻系數(shù)、流量偏差率的計算方法
    2.2 結(jié)果與分析
        2.2.1 毛管環(huán)狀布置和樹狀布置方式下的流量分配
        2.2.2 毛管環(huán)狀布置和樹狀布置方式下的灌水均勻度指標(biāo)分析
        2.2.3 毛管環(huán)狀布置和樹狀布置方式下的壓力分布
    2.3 本章小結(jié)
第三章 微灌毛管環(huán)狀灌水均勻性的影響因素研究
    3.1 材料與方法
        3.1.1 試驗設(shè)計
        3.1.2 試驗裝置與步驟
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 各因素對灌水均勻度、流量偏差率的影響
        3.2.2 各因素對灌水均勻度、流量偏差率影響的方差分析
    3.3 本章小結(jié)
第四章 微灌環(huán)狀管網(wǎng)水力計算
    4.1 環(huán)狀管網(wǎng)水力計算原理
        4.1.1 管段、節(jié)點和基環(huán)數(shù)之間的關(guān)系
        4.1.2 環(huán)狀管網(wǎng)的基礎(chǔ)方程
        4.1.3 微灌工程環(huán)狀管網(wǎng)水力計算原理
    4.2 單環(huán)微灌管網(wǎng)系統(tǒng)水力解析
    4.3 雙環(huán)微灌管網(wǎng)系統(tǒng)水力解析
    4.4 簡單環(huán)狀微灌管網(wǎng)計算實例與試驗驗證
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與建議
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 有待進一步研究的問題
參考文獻
附錄
致謝
作者簡介

【參考文獻】

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本文編號：2868662