摘要：在农业灌溉工程控制面积较大，灌区内用水单位较多，作物的种类较多时，各用水单位和各种作物需要灌水的时间和用水量的任意性较大，难以执行统一编制的轮灌制度，如何设计管网流量，其主要影响因素――设计流量保证率如何取值成为关键。通过对设计流量保证率不同取值计算结果得出，其取值愈高，系统流量愈大。因此提出在规划设计阶段，应合理确定设计流量保证率。
Abstract： When the agricultural irrigation engineering control area is large， the water users are large in number and there are many kinds of crops， there is large randomicity in the irrigation time and quantity of the units and crops， so it is hard performance unified rotation irrigation. The value of design discharge assurance has become the key factor for the design of pipe network flow. The calculation results of different values of design discharge assurance show that the higher the value， the larger the system discharge. So it is put forward that the design discharge assurance should be determined reasonably in the planning stage.
关键词：农业灌溉；设计流量保证率；系统设计流量
Key words： agriculture irrigation；design discharge assurance rate；system design discharge
0 引言
在农业灌溉工程控制面积较大，灌区内用水单位较多，作物的种类较多时，各用水单位和各种作物需要灌水的时间和用水量的任意性较大，难以执行统一编制的轮灌制度，按随机用水流量公式计算管网设计流量，在满足灌溉需求的同时又不会使计算的流量过大造成浪费，其主要影响因素设计流量保证率如何取值是关键。
1 设计假设
假设：①管网中有出水口N个，按照出水口的设计流量，分成若干个等级，各等级出水口分布在不同的管网分支中；②若分支中出水口的数量小于等于5个，则认为出水口工作时是同时启闭的。
2 配水系统设计
在实际灌溉中，由于农民的灌水习惯、不同的作物需求、作物对水分的敏感程度以及自然因素的变化，用户可以随时取水，因此管网中流量的变化也是随机的，这种情况，可将管网上的各种取水口的启闭看成是一个个独立的随机事件，符合正态分布，据此推求各级管道的设计流量，其公式为：
式中：Q――管道设计流量，m3/h；ni――某一等级取水口的数目；pi――某一等级取水口的开启机率；p′i――某一等级取水口的不开启机率p′i=1-pi；qi――某一等级取水口的标准流量，m3/h；U――正态分布函数中的自变量；j――取水口等级数目。
2.1 取水口开启机率p
某出水口开启的机率为出水口开启的时间与整个灌水时间的比例，可按出水口控制面积中所需水量与出水口可提供的水量的比例计算，其公式为：
式中：Ep――作物日需水量，mm/d；A――该级取水口控制的总面积，亩；n――取水口数目；q――取水口标准流量，m3/h；tr――日工作时间，h。
实际灌溉中，由于灌水习惯、不同的作物需求等因素的影响，实际的系统工作时间小于理论系统工作时间，即系统的利用系数小于1，也就是管网中每一等级取水口的开启机率均应小于1，即给水栓可供水量应大于其控制面积要求的水量。P愈小，随机性愈大，但管网流量亦随之增大。
式中X为灌溉时取水口可能开启的数目，P（xi？燮X）为取水口开启数小于或等于X个的累积概率。
累积概率P表示同时开启的取水口不超过某一数目（或流量不超过某一数值）出现的机会，反映了其保证程度，称为设计流量保证率。
U值可根据P值从标准正态分布函数值表中查取。
3 设计流量保证率对系统流量的影响分析
由于设计流量保证率的不同取值会影响系统设计流量，因此采用按面积计算管网流量和随机用水流量公式计算管网流量两种方法，分析设计流量保证率对系统流量的影响，并推荐设计流量保证率的适宜取值。
方法1：按面积计算管网流量Q1=0.667EpA，计算结果见表3。
方法2：根据随机用水流量公式取不同的设计流量保证率计算管网设计流量，计算结果见表3。
通过对这两种方法的计算结果比较分析，随机用水流量公式计算值偏大，且随着设计流量保证率取值愈高，系统设计流量愈大。设计流量保证率80%时，与第一种方法计算的流量值接近，当然，如果设计流量保证率取75%、70%，会与Q1更接近，但会影响灌溉的保证率。
4 结语
根据以上分析结果得出，对于灌区控制面积较大、作物种类较多、用水随意性偏大的灌溉工程系统流量设计时，其主要影响因素――设计流量保证率适宜值建议取80%，这样既能满足作物的灌溉需求，又能使工程投资降低，达到实用、经济的效果。
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