考虑灌水均匀性及年费用的不规则微灌单元管网优化布置

作者：张吉娜; 王珍^*; 李敏; 李久生

来源：水利学报, 2023, 54(02): 208-219.

DOI：10.13243/j.cnki.slxb.20220501

• 微灌
• 不规则单元
• 管网优化
• 水力模拟
• 经济评价

为了评估不规则微灌单元毛管单/双向布置时出水桩位置、单元控制面积和单元形状参数对单元水力性能和年费用的影响，利用Matlab和EPANET软件构建了微灌水力设计及评价模型HAPIS(Hydraulic Analysis of Pressurized Irrigation System)。以直角三角形的不规则微灌单元为例，集成水力性能和年费用计算的评估结果表明，毛管单/双向布置模式下，通过出水桩位置优化可使微灌单元流量偏差率分别降低29%和7%,毛管双向布置可有效降低灌水均匀性对出水桩位置的敏感性。出水桩布置在长毛管分布区域有助于降低灌溉年费用。支管直径一定时，随微灌单元控制面积增加，微灌单元流量偏差率和年费用分别呈明显升高和降低趋势。支管公称外径40～63 mm时采用毛管单向布置，支管公称外径≥75 mm时采用毛管双向布置，是提高单元控制面积的有效方法。不规则单元中不宜使用过大直径支管(如公称外径90 mm),以避免支管单价较高造成的灌溉单元年费用明显升高。相同控制面积下，毛管双向布置可降低直角三角形单元底角变化对灌水均匀性的影响，灌水均匀性高于毛管单向布置。基于构建的HAPIS模型可实现微灌单元水力性能和年费用的优化，为规模化滴灌系统的设计和运行提供支撑。

• 单位
  流域水循环模拟与调控国家重点实验室; 中国水利水电科学研究院; 西北农林科技大学