喷头不同组合模式下水量分布和喷灌均匀度的田间试验及数值模拟

常 杰，冯冬雪，唐晓培，张金萍，刘海军

(1.郑州大学 水利科学与工程学院，河南 郑州 450001；2.北京师范大学 水科学研究院，城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室, 北京 100875)

1 研究背景

组合喷灌均匀度是评价喷头水力性能和喷灌系统的重要指标，近年来很多学者对组合喷灌均匀度的计算方法[1-4]及影响因素[5-10]进行了研究。目前多采用叠加法计算组合水量分布，再以此为基础计算组合喷灌均匀度。叠加法计算包括直接叠加、插值叠加和函数叠加3类。直接叠加法工作量大，计算简单，多用在喷灌设备性能检测上；函数叠加法使用函数近似表征单喷头水量分布，而后运用函数运算对其进行叠加，近年来国内许多学者对其进行了研究[11-12]；插值叠加法弥补了直接叠加法存在的缺点，该方法一直是模拟喷头组合水量分布研究的重点。比较常见的插值方法有三次样条两次插值法、三点平面插值法、5次多项式内插法等。近年来也有学者提出来一些新的插值方法，向清江等[13]为解决坡地喷灌研究中实验场地的限制问题，提出了一种平地水量分布实验数据转化为坡地水量分布的方法。张以升等[14]建立了基于弹道理论的坡地喷灌水量分布计算模型。随着电子计算机的发展，通过计算机技术建立水量分布模型已成为研究组合喷灌水量分布的有效手段。刘晓扬等[15]借助Matlab和surfer软件模拟微喷头水量分布；张洋[16]借助C#和OpenGL，开发出可计算不同组合形式和组合间距下的喷灌均匀度的软件。……