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田间规划

灌溉布局设计器

校核滴灌小区:毛管、支管和干管水头损失,最不利小区压力与灌水器流量偏差,采用经过验证的水力模型。

  • 水力计算
  • 等比 SVG
  • 本地计算
稳定版本 2026.10.1验证于 2026-10-10水力计算已用 Christiansen 多口系数表、逐段累加摩阻(误差 < 2%)和 Hazen–Williams 手算值验证。
教程

田块与地形

方向自正北顺时针计量;坡度会换算为水头差。

首部与约束条件

水泵压力、过滤器与施肥装置损失以及允许偏差,共同决定可用水头。

干管

干管沿田块长度方向布置。材质决定 Hazen–Williams 系数 C;环状(两端)供水时干管长度和流量各减半。

支管

支管横跨田宽。间距决定支管条数和毛管长度(每侧为间距的一半);干管位于中线时从支管中部供水。

滴灌带(毛管)

滴灌带沿作物行铺设。滴灌带间距即行距;滴头参数取自滴灌带产品说明书。

布局预览

田块按比例绘制并可旋转;首部位于原点。

320 m × 140 m
灌溉布局预览按比例绘制的田块示意图,显示干管、支管、滴灌带和首部。首部1 px ≈ 0.38 m
干管
支管
滴灌带(毛管)

水力计算结果

布局
5 submains
间距 64.0 m · 共 630 条毛管
毛管长度
32.0 m
106 个滴头 · 254 L/h
毛管水头损失
0.17 m
入口流速 0.35 m/s
支管水头损失
1.12 m
入口 1.40 m/s · 32.1 m³/h
每组轮灌流量
32.1 m³/h
开启 1 条支管 · 水泵 130
干管水头损失
0.34 m
流速 0.44 m/s
最远支管入口压力
203 kPa
需要 110 kPa · 余量 93
压力偏差
13.6%
灌水小区内
灌水器流量偏差
7.1%
exponent x = 0.5
各项参数均在设定范围内。可继续进行详细的水力与分区校核。

设计建议

  • 管道流速宜不超过 1.5 m/s,以减小水锤和能量损失。
  • 采用非压力补偿滴头时,灌水小区(支管加毛管)内的压力偏差宜控制在约 20% 以内,对应流量偏差约 10%。
  • 缩短毛管(减小支管间距)能大幅降低毛管损失:摩阻约与毛管长度的 2.75 次方成正比。
  • 坡度超过约 0.5% 或无法把压力偏差控制在较低水平时,请使用压力补偿滴头。

计算公式与参考文献

干管和支管:Hazen–Williams 公式, hf = 10.67 · L · Q1.852 / (C1.852 · d4.87)。毛管:Darcy–Weisbach 公式,摩阻系数采用 Blasius 公式 f = 0.316 · Re−0.25。有 N 个等间距出口的管道乘以 Christiansen 多口系数 F = 1/(m+1) + 1/(2N) + √(m−1)/(6N²)。灌水小区入口压力按 Keller & Karmeli 方法计算, h = ha + 0.75 Δhf + 0.5 Δz,灌水器流量偏差 qvar = 1 − (1 − hvar)x。

已在网站测试套件中验证:多口系数与 Christiansen 原表对照,多口系数法的损失与逐段累加摩阻对照(误差 2% 以内)。参考文献:Keller & Karmeli (1974), Trans. ASAE 17(4): 678–684;Christiansen (1942), Univ. California Agric. Exp. Stn. Bull. 670;ASABE EP405。

引用本工作​

如果你在研究中使用了数字植物表型平台 v25.0 或其中的任一工具,请引用。

DOI10.5281/zenodo.17544584
APA

LiangchaoDeng. (2025). smiler488/smiler488.github.io: Digital Plant Phenotyping Platform v25.0 (v25.0.0). Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.17544584

BibTeX
@software{Deng2025_DPPP_v25,
  author       = {Deng, Liangchao},
  title        = {Digital Plant Phenotyping Platform (v25.0)},
  year         = {2025},
  publisher    = {Zenodo},
  doi          = {10.5281/zenodo.17544584},
  url          = {https://doi.org/10.5281/zenodo.17544584},
  note         = {[Computer software]}
}

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