Page 90 - 2023年第54卷第2期

图 ４ 水力性能指标随出水桩位置变化
Ｍｏｒｅｎｏ等的研究结果类似 ［３２］ ，说明管网投资和维护费用是微灌单元年费用的最主要组成部分。
微灌单元内能耗费用 Ｃ和水费 Ｃ 随 ＷＩＰ变化呈现规律基本一致（图 ５（ｂ）（ｃ）），均与图 ４（ｂ）中
ｗ
ｅ
ＥＵ呈现规律相反。其中：Ｍ 模式下 Ｃ和 Ｃ 随 ＷＩＰ增大而增加；Ｍ 模式下 Ｃ和 Ｃ 随 ＷＩＰ增大呈波动
１ ｅ ｗ ２ ｅ ｗ
变化趋势，在 ＥＵ最大值对应 ＷＩＰ处获得最低值。上述结果表明，在出水桩位置压力水头固定时（Ｈ ＝
０
１０．０ｍ ），微灌单元内 Ｃ和 Ｃ 变化主要受灌水均匀性的影响。为保障单元内部所有位置均能获得足够
ｗ
ｅ
的水量，低灌水均匀性单元需要消耗更多的能量和水量。由于 Ｍ 较 Ｍ 具有更高的灌水均匀性，Ｍ 模
２ １ ２
式下 Ｃ和 Ｃ 明显低于 Ｍ 。
ｅ ｗ １
由图 ５（ｄ）可知，Ｍ 模式下单元年费用 ＣＴ随 ＷＩＰ增加呈轻微上涨趋势，变化范围为 ３７６７．８～３９３６．１
１
２
元?（ｈｍ·ａ），这与 Ｍ 模式下 Ｃ和 Ｃ 随 ＷＩＰ增加而增加有关。Ｍ 模式下，ＣＴ随 ＷＩＰ增加呈现较快增
ｅ
２
１
ｗ
２
加趋势，变化范围为 ３７０７．９～４０６８．３元?（ｈｍ·ａ），这主要是由 Ｍ 模式下 Ｃ和 Ｃ 随 ＷＩＰ的线性增加造
２ ａ ｍ
成的。在 Ｍ 模式下，当 ＷＩＰ＞０．４８时，ＣＴ高于 Ｍ 模式，说明尽管 Ｍ 模式较 Ｍ 模式可获得更高的灌
１
２
１
２
水均匀性，但是当灌水均匀性的提升是以增加系统投资为基础时，需要平衡系统投资增加带来的年费
用升高与能量和水量节约带来的年费用降低的相对关系，通过管网布置优化，综合选取灌水均匀性高
和年费用较低的管网布置模式。

图 ５ 水力性能指标和年费用随出水桩位置变化

４．２ 单元控制面积影响 图 ６给出了情景 ２毛管单?双向布置模式，不同支管公称外径条件下水力性
能和年费用随单元控制面积变化。由图 ６（ａ）（ｂ）可知，ｄ ≤６３ｍｍ时，Ｍ 和 Ｍ 模式 ｑ均随单元控制
ｎ － ｍ １ ２ ｖ
面积的增加而升高；支管公称外径越小，ｑ随单元控制面积升高的斜率越大，这与单元控制面积增加
ｖ
后较小直径支管中水头损失的快速增加有关。当 ｄ 继续增加至 ７５和 ９０ｍｍ时，Ｍ 模式 ｑ变化规律
１
ｖ
ｎ － ｍ
与 ｄ ＝ ６３ｍｍ时差异不大，说明适宜支管公称外径及出水桩位置优化可实现支管压力水头偏差的有
ｎ － ｍ
效控制（如图 ４（ａ）中 Ｈ 最小值仅为 ０．３３ｍ），此时较长毛管内的压力水头偏差可能已成为影响 ｑ的
ｖ
ｖ － ｍ
— ２ １ —
４