[发明专利]一种变转速喷头三维动态水量分布模型建立方法

说明书

本发明提供了一种变转速喷头三维动态水量分布模型建立方法，属于节水灌溉喷灌系统中水量分布模型的建立方法。具体为：在确定喷头的型号、喷洒试验收集方法及布置方式的情况下设计在不同影响因素下单喷头的水量分布的试验。利用单喷头的水量分布实验数据，在确定喷头组合方式和组合间距后，计算出组合喷灌均匀度。分析不同因素下组合喷灌均匀度数据，确定主要影响因素，次要影响因素及各个因子直接的互作关系。最后建立三维动态水量分布模型。该建立方法为多因素下水量分布模型的建立提供理论依据。

技术领域

本发明涉及节水灌溉喷灌系统中水量分布模型的建立方法，特别是一种变转速喷头三维动态水量分布模型建立方法。

背景技术

节水灌溉不仅是我国国民经济和社会可持续发展所要求的,也是我国农业资源,尤其是水资源短缺、水土资源配置失衡等严峻形势所决定的。喷灌作为一种先进的节水灌溉技术，能提高灌溉水利用率，具有广阔的发展空间。喷灌均匀度是指在喷灌面积上水量分布的均匀程度，它是喷灌系统的重要性能，是衡量喷灌质量的重要指标和喷灌系统规划设计中的重要参数。喷洒的水量分布是决定喷洒均匀性重要因素之一，影响作物的品质，而影响喷洒水量分布的因素众多，主要包括：喷头的流量、工作压力、喷头的转动均匀性、喷洒时间、风速风向、喷嘴结构形式等。现有喷灌水量分布模型多采用线性回归的方法，在距喷头的距离与喷灌强度的二维空间建立。然而，水量分布模型应结合不同影响因素，建立相应的径向、周向与喷灌强度随时间变化的三维水量分布模型，会更接近不同类型喷头的实际喷洒情况，更准确地预测出灌水效率等参数，使模型更具有普遍适用性。因此提出一种变转速喷头三维动态水量分布模型确定方法具有重要意义。

经检索，目前还没有相关的申报专利。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种变转速喷头三维动态水量分布模型建立方法。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种变转速喷头三维动态水量分布模型建立方法，包括以下步骤，

1.一种变转速喷头三维动态水量分布模型建立方法，其特征在于，设计方法按下列步骤进行：

步骤一，确定喷头型号：

选定喷头型号，确定选定喷头的工作压力范围，以及喷头旋转一圈转速的变化次数；

步骤二，确定喷洒试验收集方法及布置方式：

使用通用的雨量筒进行水量收集，并采用径向布置的方式排列雨量筒；

步骤三，确定单喷头的水量分布的影响因素并进行试验：

通过径向分布的雨量筒法收集不同影响因素下单喷头的喷灌强度hi、雨滴直径D、雨滴累积频率f的试验数据，其中水量分布由喷灌强度hi得到，水滴分布由雨滴直径D与雨滴累积频率f得到；

步骤四，确定喷头组合方式和组合间距：

采用矩形组合，喷头与喷头间横向距离为1m，纵向距离为1m；

步骤五，利用单喷头的水量分布实验数据，计算出组合喷灌均匀度：

使用三次样条插值法处理单喷头组合的数据，然后利用克里斯琴森均匀度计算公式进行计算得到组合喷灌均匀度；

三次样条差值法的计算模型如图1所示，三次样条插值法的计算方法为：

计算喷灌区域内任意一点P的水深，通过径向插值分别计算出各辐射线上与网格点P距喷头相同远处Ai的降水深Di(i＝1、2、...、6)，利用同一圆周上的数据采用与径向插值方法相同的插值方法计算出所求网格点P的降水深Dp；