灌溉水力学引论

前言

第1章 绪论

1．1 农田灌溉过程及阶段划分

1．2 研究对象及主要研究方法

1．2．1 研究对象

1．2．2 灌溉水力学主要研究内容

1．2．3 主要研究方法

1．3 对灌溉水力学的认识与思考

参考文献

第2章 灌溉渠道水力计算及测流技术

2．1 U形渠道水力最佳断面及水力计算

2．1．1 过水断面水力要素公式

2．1．2 水力最佳断面

2．1．3 分界流量

2．1．4 正常水深的迭代公式

2．1．5 临界水深的迭代公式

2．1．6 U形、梯形、矩形渠道水力最佳断面的比较

2．2 无压流圆形断面水力计算

2．2．1 过水断面水力要素公式

2．2．2 正常水深与临界水深的迭代公式

2．2．3 正常水深与洞径的关系

2．2．4 应用举例

2．3 马蹄形断面水力计算

2．3．1 过水断面水力要素

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

2．3．3 正常水深的迭代计算

2．3．4 临界水深的计算

2．4 机翼形量水槽测流理论

2．4．1 量水槽的结构

2．4．2 量水槽流量公式的建立

2．4．3 机翼形量水槽的标准化结构体系及设计施工要求

2．5 U形渠道断面测流方法

2．5．1 U形渠道断面测流公式的推导

2．5．2 U形渠道断面测流几点说明

参考文献

第3章 灌溉管网水力计算

3．1 多孔出流管水力计算

3．1．1 多孔出流管沿程水头损失

3．1．2 多孔出流管局部水头损失

3．1．3 多孔管压强水头分布规律

3．1．4 均匀坡上多孔管双向布置时最佳进口位置的确定

3．1．5 多孔变径管水力计算方法

3．2 未考虑压力分区的田间管网水力计算

3．2．1 田间管网的压力参数和设计系数

3．2．2 支管和毛管采用同径管时的压力参数和设计系数

3．2．3 支管变径和毛管同径时的压力参数和设计系数

3．2．4 田间管网水力计算方法

3．3 基于压力分区的田间管网水力计算

3．3．1 田间管网压力偏差

3．3．2 毛管水力设计

3．3．3 支管水力设计

3．3．4 支管进口水压力

3．4 输水管网水力优化

3．4．1 输水管网初步优化设计

3．4．2 输水管网二次优化设计

参考文献

第4章 地面灌溉水流运动特征

4．1 沟灌水流运动特征

4．1．1 地表水流推进过程

4．1．2 地表水流消退过程

4．1．3 沟灌沿沟长方向的人渗时间分布特征

4．1．4 灌水沟中水深变化特征

4．1．5 沟灌土壤含水量分布

4．2 畦灌水流运动特征

4．2．1 畦灌水流运动及基本函数

4．2．2 侧向流及畦宽对水流运动过程的影响

4．2．3 进水口间距对水流运动过程的影响

4．2．4 设计情况下长畦分段灌溉与畦灌的比较

4．3 地面灌溉田面水流运动模拟

4．3．1 沟灌田面水流运动模拟——运动波模型

4．3．2 畦灌田面水流运动模拟——零惯量模型

参考文献

第5章 微压多孔软管灌溉水流特征

5．1 概述

5．2 自流微压多孔软管的输水能力比较分析

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

5．4 多孔管的沿程水头损失计算

5．4．1 已有公式及存在问题

5．4．2 基本公式及分析

5．4．3 多孔管的沿程水头损失

5．4．4 分析与讨论

5．5 多孔管沿程压力水头变化分析

5．5．1 多孔管沿程压力水头公式的建立

5．5．2 多孔管末端压力水头变化的定性分析

5．5．3 多孔管平均压力水头的确定

5．5．4 多孔管最大和最小压力水头的确定

5．5．5 压力水头线的类型分析

参考文献

第6章 喷灌水流运动特征

6．1 喷灌水力特征参数

6．1．1 喷头射程

6．1．2 喷头流量

6．1．3 喷灌强度

6．1．4 喷灌均匀度

6．1．5 喷灌水滴粒径

6．2 喷头射程方程

6．2．1 圆形喷洒域喷头射程方程

6．2．2 非圆形喷洒域喷头射程方程

6．3 喷灌水滴运动方程

6．3．1 喷灌水滴受力分析

6．3．2 喷洒水滴运动方程

6．3．3 喷灌水滴运动方程的求解

6．4 喷灌水量分布特性

6．4．1 圆形喷洒域喷头无风喷洒

6．4．2 圆形喷洒域喷头有风喷洒

6．4．3 非圆形喷洒域喷头无风喷洒

参考文献

第7章 滴头流道水流运动特征

7．1 微流道水力计算及PIV系统

7．1．1 微流道单相流水力计算

7．1．2 微流道两相流水力计算

7．1．3 微流道PIV原理及系统

7．2 滴头流道水流运动特性

7．2．1 流道转角的水力性能和抗堵性能

7．2．2 流道偏差量的水力性能和抗堵性能

7．2．3 梯形流道的水力性能和抗堵性能

7．2．4 优化流道结构的水力性能和抗堵性能

7．3 流道结构参数对固体颗粒运动的影响

7．3．1 流道转交对固体颗粒运动的影响

7．3．2 流道宽对固体颗粒运动的影响

7．3．3 齿高对固体颗粒运动的影响

7．3．4 偏差量对固体颗粒运动的影响

7．4 滴头流道固液二相流运动特征

7．4．1 平直流道颗粒运动

7．4．2 齿形、半圆形及正弦形流道颗粒运动

7．4．3 迷宫流道固体颗粒运动

参考文献

第8章 灌水均匀度评价指标

8．1 灌溉均匀度评述

8．1．1 灌溉均匀系数

8．1．2 各种均匀系数之间的关系

8．1．3 均匀系数影响因素分析

8．2 基于水力偏差的均匀度计算

8．3 水力、制造偏差耦合均匀度计算

8．4 水力偏差、制造偏差和微地形高差的均匀度计算公式

参考文献

第9章 灌溉水力学若干问题探讨

9．1 灌溉均匀度

9．2 灌溉水流运动

9．3 灌溉系统水力计算

参考文献

《灌溉水力学引论》从灌溉水流运动过程入手，研究各种灌溉方式下的水流运动机理，使灌溉水流更有效地进入田间，更均匀地分布到土壤表面，进而入渗形成土壤水，被作物吸收利用。它与土壤物理学和植物水分生理学共同构成了农田灌溉的理论基础，用以指导灌溉，提高灌溉质量和成效。《灌溉水力学引论》共9章，第1章为绪论，从分析农田灌溉过程人手，提出了灌溉水力学的概念，以及研究对象与主要研究内容；第2～8章为全书的重点内容，分别论述了灌溉渠道和管网的水力计算，地面灌溉、微压多孔软管灌溉、喷灌和滴灌等不同灌溉方式下的水流运动特征，第8章对灌水均匀度评价指标进行了总结；第9章对灌溉水力学亟待研究的问题进行了分析与思考。

作者以灌溉水流运动规律、灌溉系统水力计算及灌溉均匀度评价为主线撰写本书，形成了这部尚不太成熟的《灌溉水力学引论》。其目的在于让更多的同行注意并重视此项研究，也让更多的同行对此项研究提出批评与建议，共同参与研究，不断完善灌溉水力学这门新兴学科，为我国现代节水农业的发展提供理论与技术支撑。