[发明专利]一种基于分布均匀系数的微灌毛管管长水力设计方法

说明书

本发明公开了一种基于分布均匀系数的微灌毛管管长水力设计方法，包括：根据毛管坡降比和流量指数构建基于分布均匀系数的毛管管长设计参数；根据管网布置形式确定微灌毛管管长的计算公式，基于获得的基于分布均匀系数的毛管管长设计参数计算获得毛管管长。本发明在给定分布均匀系数设计标准和其它设计指标的前提下，可以简便地计算满足分布均匀系数的管长数值，确定毛管适宜的布置形式，计算毛管进口工作水头。本发明可提高微灌毛管管长的设计效率；通过考虑适宜的毛管布置形式，优化毛管设计管长，降低系统投资。

技术领域

本发明属于微灌毛管设计技术领域，特别涉及一种基于分布均匀系数的微灌毛管管长水力设计方法。

背景技术

微灌毛管进口工作水头未知时，设计满足灌水器设计流量和灌水均匀度标准的毛管管长是常见水力设计任务之一。同时，选取适宜的毛管布置形式也可以节省投资，提高灌水质量。分布均匀系数是我国较为常用的灌水均匀度设计指标之一。

目前，微灌毛管管长设计方法是在已知毛管管长，灌水器设计流量和其他相关设计参数的基础上，借助牛顿迭代法、二分法、黄金分割法等传统试算法求解毛管管长；其存在的问题是：使用传统试算法对使用者要求一定的编程基础，计算方法较为繁复，且设计过程无法考虑适宜的毛管布置形式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于分布均匀系数的微灌毛管管长水力设计方法，以解决上述存在的技术问题。本发明可简化毛管管长水力设计过程，提高设计效率。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于分布均匀系数的微灌毛管管长水力设计方法，包括以下步骤：

根据毛管坡降比和流量指数构建基于分布均匀系数的毛管管长设计参数；根据管网布置形式确定微灌毛管管长的计算公式，基于步骤1获得的基于分布均匀系数的毛管管长设计参数计算得到微灌毛管管长。

进一步的，构建基于分布均匀系数的毛管管长设计参数的计算公式为：

ΔH_S＝pS₀L；Q＝N·q_d；

式中：W_LDU为基于分布均匀系数的毛管管长设计参数；J为毛管坡降比；m为流量指数；λ_DU为基于适宜布置形式的毛管分布均匀系数设计参数；x为灌水器流态指数；p为地形坡度类型标识符：逆坡时，p＝-1，平坡时，p＝0，顺坡时，p＝1；S₀为地形坡度；M_L为毛管管长计算参数；D_U(h)为微灌毛管仅考虑水力偏差的分布均匀系数；h_d为灌水器工作水头，单位：m；ΔH_S为毛管进口与末端的地形高差，单位：m；ΔH_F为毛管总摩阻损失，单位：m；L为微灌毛管总长度，单位：m；F_s为考虑灌水器局部水头损失的毛管总水头损失扩大系数，F_s＝1.10～1.20；Q为毛管进口总流量，单位：L/h；N为微灌毛管灌水器个数；s_e为灌水器间距，单位：m；q_d为灌水器设计流量，单位：L/h；D为毛管内径，单位：mm；K为摩阻系数；b为管径指数；设计参数m，K和b取值查阅《微灌工程设计规范》GB/T 50485-2009获得。

进一步的，对于平坡地形，微灌毛管双向布置，管长计算公式为：