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微灌工程全过程在线设计计算

2025-03-19 10:03 irripro

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在这里发表的微灌工程全过程在线设计计算器介绍

微灌工程全过程在线设计计算是利用互联网技术和微灌规范的规定，设计的专业在线计算分析软件，在网上完成微灌工程从规划到设计的一系列计算与设计工作。下面将详细介绍其涵盖内容、优势、流程以及存在的问题。

涵盖内容

基础数据收集与分析：在线网页会引导用户输入或在地图上采集灌溉区域与直接利用微灌规范相关的基础数据，如土壤类型条件或气象条件和作物种类及种植模式等给出作物设计耗水量。平台会对这些数据进行初步分析，为设计计算提供依据并可以根据实际情况反复进行调整。
灌溉制度设计：依据收集的基础数据，结合作物需水规律和当地气象条件，在线计算灌水定额、灌水周期（如果需要）等灌溉制度参数。
设备选型与配套：根据设计计算结果，在线选择合适的微灌设备，如水泵、过滤器、施肥器、灌水器等。平台会提供不同品牌和型号设备的性能参数和价格信息，供用户参考和选择。同时，还会进行设备的配套设计，确保各设备之间的兼容性和协调性。（此功能后期提供）。
工程投资估算：根据设计方案和设备选型，在线估算微灌工程的总投资，包括设备采购费用、管材管件数量和费用、施工安装费用、运行管理费用等。为用户提供项目的经济可行性分析和投资决策依据。（此功能后期提供）。

优势

高效便捷：打破了时间和空间的限制，设计人员可以随时随地通过网络在线进行设计计算，无需在不同的软件和工具之间切换，大大提高了工作效率。
数据准确可靠：在线平台通常集成了专业的数据库和算法模型，能够对输入的数据进行准确分析和计算，减少了人为错误和主观因素的影响，提高了设计结果的准确性和可靠性。
可视化设计：在线设计平台具备可视化功能，能够将设计方案以图形、图像的形式直观地展示出来，使用户更清晰地了解工程布局和设计效果，便于沟通和决策。
实时更新与优化：随着技术的不断发展和数据的不断更新，在线平台可以实时提供最新的设计标准、规范和算法，帮助设计人员及时优化设计方案，提高工程的质量和效益。
协作与共享：支持多人同时在线协作设计，不同专业的人员可以在同一个平台上进行数据共享和交流，提高了团队协作效率，减少了沟通成本。（此功能后期提供）。

流程

注册与登录：用户在在线设计平台上注册账号并登录系统。（目前不需要，可能在后期提供）。
项目创建：在平台上创建新的微灌工程项目，填写项目基本信息。项目名称、地点、灌溉面积等直接在线采集。
数据输入：按照平台的提示，逐步输入土壤数据、气象数据、作物数据等。
设计计算：平台根据输入的数据，自动进行灌溉制度设计、管网系统设计、设备选型等一系列计算和设计工作。在设计过程中，用户可以根据需要随时调整参数，查看不同方案的设计结果。

存在的问题

网络依赖：在线设计计算完全依赖网络环境，如果网络不稳定或中断，会影响设计工作的正常进行。
数据安全：涉及的项目数据和敏感信息，数据安全是一个重要问题。
专业知识要求：虽然在线平台提供了便捷的设计工具，但用户仍需要具备一定的灌溉工程专业知识，才能正确输入数据和理解设计结果。
平台功能局限性：因在线设计平台功能和性能不够完美，有些功能还无法满足复杂项目的设计需求，需要进一步完善和拓展功能。

微灌系统设计计算工作顺序和流程

面积测量

面积测量是微灌系统设计的基础，精确的面积数据有助于后续各项参数的准确计算。通过在线地图测量，可以获得当地的经纬度，地名。输入作物名称和种植株行距，可以根据微灌规范得到作物耗水量以及计算毛管和滴头数量，地块总的需水流量，并进行对比分析，调整设计分组方案。

作物需水量（基于蒸发皿数据或参考作物腾发量）
设计耗水强度（考虑作物遮荫率）
土壤湿润比（湿润土体与计划湿润层的比例）
工作制度（续灌、轮灌或随机供水）

微灌系统分析部分使用说明书

一、系统概述

本系统基于Web技术开发，集成地图交互、参数计算和图表展示功能，主要用于农田灌溉系统的规划与设计。用户可通过地图绘制灌溉区域、布置管道（主管，输水管），并根据作物类型、土壤参数等自动计算灌溉流量、材料用量及水头损失等关键指标。

二、系统功能

地图交互
- 支持街道地图、卫星影像、地形图切换。
- 实时显示当前位置的经纬度和高程。
- 提供多边形绘制（测量灌溉面积）和折线绘制（布置管道）工具。
参数计算
- 作物设计日耗水量（微灌规范， GB/T 50485-2020）查询。
- 滴头流量推荐（根据土壤类型）。
- 灌溉流量、材料用量（灌水器数量、毛管长度）计算。
- 输水管水头损失计算与图表展示。
结果可视化
- 实时显示计算结果（面积、灌水量、管径等）。
- 生成水头损失随管道长度变化的折线图。

三、使用步骤

1. 地图初始化

打开网页后，地图默认定位到[25.0, 110.0]，缩放级别为5。
通过右上角的图层控制按钮切换地图类型（街道/卫星/地形）。

2. 测量灌溉面积

点击“测量灌溉面积”按钮，激活多边形绘制工具。
在地图上绘制闭合多边形，系统自动计算面积并显示在输入框中。
输入“微灌面积占比”（默认0.9），系统自动计算微灌面积。

3. 布置输水管线

点击“布置管道”按钮，激活折线绘制工具。
在地图上绘制输水管线，系统自动计算总长度并显示在输入框中。
输入“输水管尾端工作水头”和“管径”，用于后续水头损失计算。

4. 参数设置与计算

作物类型：根据种植作物选择（葡萄、蔬菜、草类等），系统自动推荐日耗水量范围。
土壤类型：选择土壤质地（砂质土、壤土、黏土），系统自动推荐滴头流量。
其他参数：设置灌水器间距、毛管间距、每日工作时间等。
点击“查询作物日耗水量”和“选择滴头流量”按钮，获取推荐值。

5. 计算与结果查看

统计材料用量：计算灌水器数量和毛管总长度。
计算灌溉流量：生成灌水量、灌水强度及推荐管径。
计算水头损失：输入管道段数后，系统自动计算沿程水头损失并生成图表。

四、关键功能说明

地图操作
- 点击地图任意位置可获取经纬度、高程及地址信息。
- 缩放地图可通过鼠标滚轮或右下角的缩放按钮。
水头损失图表
- X轴：管道长度（米）。
- Y轴：总水头高度（米）。
- 曲线显示水头损失随管道长度的变化趋势。
单位与公式
- 面积单位：平方米（自动换算为亩）。
- 水头损失公式：基于Hazen-Williams方程，结合局部水头损失修正。

五、注意事项

绘制多边形/折线时需确保闭合或连续。
输入数值需符合单位要求（如管径单位为毫米）。
推荐管径为理论值，实际需选用市场规格型号。
作物日耗水量范围参考《微灌工程技术规范》（GB/T 50485-2020）。
这里给出的内容只涉及整个微灌系统的初步分析和估算，因地形图没有给出精准的地面高程，没有考虑地形的影响。

六、常见问题

地图无法加载
- 检查网络连接，确保Leaflet和ECharts库链接有效。
计算结果异常
- 确认所有输入字段已填写且数值有效（如非负、非空）。
图表不显示
- 确保已布置至少1段管道并点击“计算水头损失”按钮。

七、联系方式

如需技术支持，请联系：irripro@‍qq.com

版本说明：V1.0 | 更新日期：2025年03月19日
开发团队：IrriPro 智能灌溉在线设计研究组
版权声明：本系统受著作权法保护，未经授权禁止商业用途。

微灌小区管网水力计算使用说明

一、概述

基于Web技术开发，通过输入田块参数、管道规格及灌水器特性，自动计算微灌管网的水力参数，并生成3D水头线图。主要用于农田灌溉系统的管网设计与优化，帮助用户快速评估管道水头损失和流量分配。

二、系统功能

参数输入
- 支持田块尺寸、毛管/支管间距、灌水器流量、工作压力等关键参数输入。
- 提供多段支管直径设置（支管-0、支管-1、支管-2）。
自动计算
- 计算管网总流量、毛管/支管水头损失。
- 验证灌水器工作压力是否符合规范（最低压力≥90%设计压力，最高压力≤120%设计压力）。
3D可视化
- 动态展示管网布局及水头线变化。
- 标注最低/最高水头平面（紫色为最低，橙色为最高）。

三、使用步骤

1. 输入参数

田块参数：田块长边（L）、短边（B）、支管距离左边线（L1），当支管距离左边线 = 0 时，管网布置变成了 F 形布置。
毛管参数：毛管间距（y）、出水器间距（x）、毛管直径（D）。
灌水器参数：流量（q）、工作压力（He）。
支管参数：支管尾端水头（Hw）、各段支管直径（支管-0、支管-1、支管-2）。
水力参数：C值（管材糙率系数）、k值（摩阻系数）。

2. 执行计算

点击“计算”按钮，系统自动验证输入有效性并生成结果。

3. 查看结果

文本结果：显示总流量、最低/最高水头、各段支管长度及直径。
3D图表：
- 田块平面：绿色矩形表示田块边界。
- 支管水头线：不同颜色线条表示各段支管水头变化（支管-0为红色，支管-1为黄色，支管-2为粉色）。
- 毛管水头线：紫色（左侧毛管）和橙色（右侧毛管）线条表示毛管水头分布。
- 压力平面：半透明平面显示最低（粉色）和最高（橙色）允许水头。

4. 交互操作

旋转图表：按住鼠标左键拖动。
缩放图表：滚动鼠标滚轮。
平移图表：按住鼠标右键拖动。

四、关键功能说明

输入验证
- L1范围：必须在0到田块长边（L）之间。
- 管径单位：毛管/支管直径单位为毫米（mm）。
计算逻辑
- 水头损失：基于Hazen-Williams公式计算沿程水头损失。
- 流量分配：根据毛管长度和出水器数量自动分配流量。
规范检查
- 若最低水头低于设计压力的90%或高于120%，系统将弹出警告。

五、注意事项

田块参数需按实际尺寸填写，支管直径需符合市场规格。
C值取值建议：塑料管130-150，混凝土管100-130。
3D图表加载可能需要时间，请耐心等待。
计算结果为理论值，实际工程需考虑局部水头损失和安全系数。

六、常见问题

图表不显示
- 检查网络连接，确保Plotly库链接有效。
警告提示
- 若提示压力超限，调整支管直径或尾端水头（Hw）后重新计算。
输入数值无效
- 确保所有输入字段为非负数，且单位正确。

沿程水头损失计算器使用说明书

一、功能概述

本工具用于计算管道系统的沿程水头损失，支持两种计算方法：

达西-魏斯巴赫公式（适用于层流和紊流）
哈森-威廉姆斯公式（适用于紊流）

二、输入要求

管道节点数据
每行输入格式：x,y,z,q,k,d
```
0,0,0,40,0.05,100
10,0,10,40,0.05,100
10,100,10,40,0.05,100
100,100,20,40,0.05,100
```
字段说明示例值
x,y,z 节点坐标（米） 0,0,0
q 节点出流量（m³/h） 40
k 局部损失系数 0.05
d 管段直径（mm） 100

字段	说明	示例值
x,y,z	节点坐标（米）	0,0,0
q	节点出流量（m³/h）	40
k	局部损失系数	0.05
d	管段直径（mm）	100

参数设置

参数	说明	默认值
主管内径	主管道公称直径（mm）	100
总水头	系统总水头或水泵扬程（m）	60
流体密度	仅达西-魏斯巴赫公式（kg/m³）	1000
流体粘度	仅达西-魏斯巴赫公式（Pa·s）	0.001