本文的主要研究内容是喷灌系统水量分布均匀度问题。通常所说的喷灌均匀度是指喷灌时用承雨筒测得的地表水量分布,而该水量分布是在矩形或三角形等不同的喷头布置形式和组合间距下产生的;且地表水量分布不能很好地反映水入渗后在土壤根系层中的分布。针对上述问题,本文在研究不同喷头组合形式下的喷灌均匀度计算的基础上,对喷灌土壤水量分布的均匀度计算理论和方法进行了研究。 喷灌系统灌水均匀度是衡量喷灌系统质量好坏的关键指标之一,一般用Christiansen系数CU表示。在设计阶段用实测法获得喷头各种不同组合(喷头布置形式、喷头间距、支管间距)下的组合喷灌均匀度是相当困难的,可采用单喷头实测水量分布资料通过水量叠加的原理来计算不同喷头组合下的喷灌均匀度。实测单喷头水量分布时承雨筒的布置形式一般有两种,即射线状布置和格形布置。射线状布置测试单喷头水量分布的工作量要远小于格形布置的工作量,我国规范规定采用辐射线布置形式时的射线数为8条或12条。 当使用辐射状单喷头水量分布资料进行组合喷灌均匀度计算时,首先须将其转换为格形水量分布,以便使用矩阵的形式用计算机程序进行计算。本文提出“先径向插值,后弧向插值”的方法进行转换计算,并编制相应的计算机程序以便提高计算的准确性和工作效率。 本文首先研究了喷头矩形组合时不同喷头间距和支管间距下喷灌均匀度叠加计算,针对三角形组合的典型面积为“三角形”,不能使用矩阵进行叠加的困难,提出等效面积的概念,将三角形组合的“三角形”典型面积转换为矩形等效面积,使得能够使用矩阵进行三角形组合的叠加计算。这样,在实际喷灌工程设计中,当选定了喷头以后,只需要具备该喷头工作压力下的水量分布即可通过叠加计算的方法获得各种组合形式及不同喷头间距和支管间距下的喷灌均匀系数或均匀度。采用此法计算,还有利于进行不同组合方案的优化组合选择,使设计喷灌均匀度达到国家规范规定的要求的同时系统投资较低。 Davis、Hart、李久生等的研究发现,喷灌水量在进入土壤一定时间后在作物根区的分布比其在地面的分布要均匀得多。作物产量主要受根区土壤水分分布的影响,因此从作物高产的角度来看,喷灌水量在土壤中的分布比其在