基于EPANET的大田灌水小区压力分布模拟及灌水均匀度分析

来源：水资源与水工程学报杂志2025年第3期北京时间：

作者：张迪，艾鹏睿，马英杰，刘振月，王之风，杨洁，阿布都卡依木·阿布力米提

单位：（1.新疆农业大学水利与土木工程学院,2.新疆中农智水科技有限公司

摘要：为了评估基于EPANET软件构建的水力模型在大田滴灌条件下模拟灌水小区压力和流量分布特征的有效性，探究了不同条件下灌水均匀度的变化特征及其影响因素。测量大田灌水小区典型毛管在不同位置的滴头流量和压力，并利用这些实测数据对构建的水力模型进行了参数率定与验证。在此基础上，模拟了不同毛管铺设长度、地形坡度及支管入口压力条件下的灌水小区压力和流量分布特征，结合克里斯琴森均匀系数（Cu）计算了灌水均匀度。研究分析了不同条件下灌水均匀度的变化特征，建立了灌水均匀度与支管入口压力和毛管铺设长度之间的函数关系。结合NSGA-Ⅱ算法，提出了实现最佳灌水均匀度的运行条件。结果表明：滴头流量随着压力的增大显著增大；在同一灌水小区内，逆坡方向上的毛管压力衰减更加显著；EPANET水力性能模型能够较好地模拟大田条件下不同灌水小区的压力和流量分布特征，其评价指标满足nRMSE≤8.49%、d≥0.80的标准；当毛管铺设长度减小、地形坡度减小以及支管入口压力增大时，灌水小区内的压差减小，从而提高了灌水均匀度；当地形坡度分别为±0.5%、±0、±1.0%时，在支管入口压力为9.60 m和铺设长度为44.90 m的情况下，对应的最大灌水均匀度分别为93.29%、97.20%和93.24%。研究结论可为EPANET水力模型在灌水小区滴灌设计中的应用提供实践经验，并为滴灌系统的水力性能优化提供技术支撑。

关键词：大田滴灌,灌水小区,压力分布,灌水均匀度,最佳运行工况,EPANET软件

基金资助：昌吉国家农业科技园区智能滴灌棉花灌溉制度试验研究项目（2021E02105）； 国家重点研发计划项目（2021YFD1900804-04（1））； 2023年度自治区重大科技专项 (2023A02002-3)； 自治区人才发展基金“天池英才”引进计划项目