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第1章 绪论1

1.1 农田灌溉过程及阶段划分2

1.2 研究对象及主要研究方法7

1.2.1 研究对象7

1.2.2 灌溉水力学主要研究内容7

1.2.3 主要研究方法8

1.3 对灌溉水力学的认识与思考9

参考文献10

第2章 灌溉渠道水力计算及测流技术12

2.1 U形渠道水力最佳断面及水力计算12

2.1.1 过水断面水力要素公式12

2.1.2 水力最佳断面13

2.1.3 分界流量15

2.1.4 正常水深的迭代公式15

2.1.5 临界水深的迭代公式16

2.1.6 U形、梯形、矩形渠道水力最佳断面的比较17

2.2 无压流圆形断面水力计算19

2.2.1 过水断面水力要素公式19

2.2.2 正常水深与临界水深的迭代公式20

2.2.3 正常水深与洞径的关系20

2.2.4 应用举例21

2.3 马蹄形断面水力计算22

2.3.1 过水断面水力要素23

2.3.2 判别均匀流正常水深与临界流水深范围的分界流量25

2.3.3 正常水深的迭代计算25

2.3.4 临界水深的计算27

2.4 机翼形量水槽测流理论29

2.4.1 量水槽的结构29

2.4.2 量水槽流量公式的建立30

2.4.3 机翼形量水槽的标准化结构体系及设计施工要求32

2.5 U形渠道断面测流方法34

2.5.1 U形渠道断面测流公式的推导34

2.5.2 U形渠道断面测流几点说明36

参考文献37

第3章 灌溉管网水力计算38

3.1 多孔出流管水力计算38

3.1.1 多孔出流管沿程水头损失39

3.1.2 多孔出流管局部水头损失43

3.1.3 多孔管压强水头分布规律44

3.1.4 均匀坡上多孔管双向布置时最佳进口位置的确定48

3.1.5 多孔变径管水力计算方法49

3.2 未考虑压力分区的田间管网水力计算54

3.2.1 田间管网的压力参数和设计系数55

3.2.2 支管和毛管采用同径管时的压力参数和设计系数56

3.2.3 支管变径和毛管同径时的压力参数和设计系数56

3.2.4 田间管网水力计算方法57

3.3 基于压力分区的田间管网水力计算58

3.3.1 田间管网压力偏差58

3.3.2 毛管水力设计60

3.3.3 支管水力设计60

3.3.4 支管进口水压力61

3.4 输水管网水力优化62

3.4.1 输水管网初步优化设计63

3.4.2 输水管网二次优化设计72

参考文献79

第4章 地面灌溉水流运动特征81

4.1 沟灌水流运动特征81

4.1.1 地表水流推进过程81

4.1.2 地表水流消退过程84

4.1.3 沟灌沿沟长方向的入渗时间分布特征85

4.1.4 灌水沟中水深变化特征86

4.1.5 沟灌土壤含水量分布87

4.2 畦灌水流运动特征89

4.2.1 畦灌水流运动及基本函数89

4.2.2 侧向流及畦宽对水流运动过程的影响91

4.2.3 进水口间距对水流运动过程的影响92

4.2.4 设计情况下长畦分段灌溉与畦灌的比较92

4.3 地面灌溉田面水流运动模拟94

4.3.1 沟灌田面水流运动模拟——运动波模型94

4.3.2 畦灌田面水流运动模拟——零惯量模型98

参考文献105

第5章 微压多孔软管灌溉水流特征106

5.1 概述106

5.2 自流微压多孔软管的输水能力比较分析107

5.3 微压多孔软管总出流量和平均单孔出流量的计算公式109

5.4 多孔管的沿程水头损失计算111

5.4.1 已有公式及存在问题111

5.4.2 基本公式及分析112

5.4.3 多孔管的沿程水头损失114

5.4.4 分析与讨论115

5.5 多孔管沿程压力水头变化分析116

5.5.1 多孔管沿程压力水头公式的建立116

5.5.2 多孔管末端压力水头变化的定性分析118

5.5.3 多孔管平均压力水头的确定121

5.5.4 多孔管最大和最小压力水头的确定123

5.5.5 压力水头线的类型分析125

参考文献126

第6章 喷灌水流运动特征128

6.1 喷灌水力特征参数129

6.1.1 喷头射程129

6.1.2 喷头流量130

6.1.3 喷灌强度130

6.1.4 喷灌均匀度132

6.1.5 喷灌水滴粒径134

6.2 喷头射程方程136

6.2.1 圆形喷洒域喷头射程方程136

6.2.2 非圆形喷洒域喷头射程方程137

6.3 喷灌水滴运动方程145

6.3.1 喷灌水滴受力分析146

6.3.2 喷洒水滴运动方程148

6.3.3 喷灌水滴运动方程的求解150

6.4 喷灌水量分布特性151

6.4.1 圆形喷洒域喷头无风喷洒152

6.4.2 圆形喷洒域喷头有风喷洒155

6.4.3 非圆形喷洒域喷头无风喷洒159

参考文献165

第7章 滴头流道水流运动特征167

7.1 微流道水力计算及PIV系统167

7.1.1 微流道单相流水力计算167

7.1.2 微流道两相流水力计算170

7.1.3 微流道PIV原理及系统172

7.2 滴头流道水流运动特性174

7.2.1 流道转角的水力性能和抗堵性能174

7.2.2 流道偏差量的水力性能和抗堵性能176

7.2.3 梯形流道的水力性能和抗堵性能178

7.2.4 优化流道结构的水力性能和抗堵性能182

7.3 流道结构参数对固体颗粒运动的影响183

7.3.1 流道转交对固体颗粒运动的影响183

7.3.2 流道宽对固体颗粒运动的影响185

7.3.3 齿高对固体颗粒运动的影响187

7.3.4 偏差量对固体颗粒运动的影响188

7.4 滴头流道固液二相流运动特征191

7.4.1 平直流道颗粒运动191

7.4.2 齿形、半圆形及正弦形流道颗粒运动193

7.4.3 迷宫流道固体颗粒运动197

参考文献205

第8章 灌水均匀度评价指标206

8.1 灌溉均匀度评述206

8.1.1 灌溉均匀系数206

8.1.2 各种均匀系数之间的关系210

8.1.3 均匀系数影响因素分析211

8.2 基于水力偏差的均匀度计算212

8.3 水力、制造偏差耦合均匀度计算214

8.4 水力偏差、制造偏差和微地形高差的均匀度计算公式215

参考文献219

第9章 灌溉水力学若干问题探讨223

9.1 灌溉均匀度223

9.2 灌溉水流运动224

9.3 灌溉系统水力计算226

参考文献227