免费在线灌溉压力与分布均匀性计算器

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测试支管压力与均匀性估算

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注释

方法

对最后（最远）灌水器处的压力进行猜测，然后沿能量坡降线逐个管段向供水端回推，逐段加上摩阻损失和局部损失。在各节点通过反向计算高程和流速水头来报告实际压力。调整猜测的远端压力（二分法），直到计算的所需供水压力与输入的供水压力相匹配——这是与曼宁管流计算器上的管流求解器处理的相同闭环问题，扩展到分支管网。

干管与支管管段

每行代表从供水端到最后灌水器的单一水力最坏路径（测试路径）上的一个管段。干管管段只向不在测试路径上的支管输送流量，其流量取值是一个简单乘积（设计流量×该管段灌水器总数）——无局部压力敏感性。干管是共享的主管，所以在测试支管自身分支处的管段必须包括不仅是其两个端点之间的支管，还包括沿干管向下游分支出去的任何支管，或共享同一接点（例如对边支管）——它们的流量在分支前通过同一管段，无论它们是否出现在此表其他地方。支管管段是测试支管本身的一段：灌水器流量通过实际局部压力按q=k·H^x计算，摩阻损失通过Christiansen的F(n)系数予以削减，以计入该管段内每个灌水器分流时流量逐级下降的情况。

限制条件

模型仅考虑一个固定进口压力（无泵曲线）、一条测试路径（非整个田间）和二参数灌水器曲线（将指数设为接近0以近似压力补偿灌水器）。报告两个不同的比值，故意分开：q_last/q_avg,field是均匀性检查，形式上如教科书中的低四分位分布均匀度（低分组平均值÷总体平均值），但由测试支管自身模型灌水器计算，通过输入的Δ压力估计予以修正而非全田统计样本——测试支管故意假定为最坏情况，所以其原始未修正平均值会低估真实田间平均值，使均匀性看起来比实际更好；Δ压力输入特别用于抵消该偏差。值等于或高于1仍是可能的（例如Δ压力估计过小，或有利的下坡段）。q_last/q_design是不同的、非均匀性检查，针对制造商额定流量——对发现系统总体超压或欠压很有用，但不能替代均匀性指标，因为设计/额定流量与系统实际平均工作压力无必然关联。

参考文献

Christiansen, J.E. (1942). "Irrigation by sprinkling." California Agricultural Experiment Station Bulletin 670. ASAE/ASABE微灌设计标准采用相同的多出口摩阻损失方法。

应用设计

灌水强度和灌区/系统流量使用估计的田间平均灌水器流量（q_avg,field——测试支管自身平均值，通过输入的Δ压力估计修正），而非猜测速率：PR=q_avg,field/A_e，由修正的模型值供给。间距和系统范围支管/灌水器计数是这里的单独输入，因为测试路径仅模拟一条最坏情况支管，而非田间的每条支管。