脉冲滴灌不仅具有节约水量、灌水均匀、增产、适应强的优点,而且抗堵塞能力强、灌水均匀度高。目前对较低频率(0.016~0.200 Hz)的电子脉冲滴灌研究较多,而对较高频率(2.5 Hz以上)的脉冲滴灌研究较少,尤其对支管射流脉冲三通水力性能尚未有系统的研究。本文采用了较为科学客观的方法,对前人研究的支管射流脉冲三通进行了结构优化,能够依靠自身结构产生2.22~3.05 Hz的脉冲水流。支管射流脉冲三通与毛管射流脉冲三通、支毛管普通T型三通匹配组合,构建了4个灌水小区。通过分析各灌水小区在不同支管三通进口压力下的水力性能,确定了灌水小区中支毛管三通的最优组合方式,对于促进滴灌技术的理论研究与推广应用有重要的科学与实用价值。本文主要研究内容与结论如下:(1)选取喷嘴宽度、位差、劈距、劈尖半径和夹壁倾角为5个主要影响因素,每个因素4水平。通过正交设计方法构建了16组模型并进行数值模拟计算,边界条件设定为进口压力100 kPa。将评价指标计算结果进行标准化处理,利用多因素综合评分法将多因素评价指标转化成单一指标进行分析。结果表明,第11组支管射流脉冲三通模型加权后综合评分最高,其结构尺寸参数为喷嘴宽度15mm、位差5.5 mm、劈距113 mm、劈尖半径13 mm、倾角10°。(2)结构优化后的支管射流脉冲三通样机试验结果表明:进口压力为80~120 kPa时,样机的水力性能与数值模拟结果较为接近,其中样机的脉冲频率在2.22~3.05 Hz范围内,水头振幅在40.8~49.5 kPa范围内,水头损失在15.7~21.3kPa范围内,单侧平均出口流量在3.592~4.036 m~3/h范围内。(3)4个灌水小区的水力性能研究结果表明:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号灌水小区内为脉冲波动水流,Ⅳ号灌水小区内为恒压水流,各灌水小区的灌水均匀度在支管三通进口压力为0.08 MPa时最高。当支管三通进口压力在0.06~0.12 MPa时,Ⅰ号灌水小区(支毛管三通均为射流脉冲三通)三通内部水头损失最大,沿程水头损失最小,滴头流量与灌水小区流量最小,灌水均匀度最高,灌水均匀系数在95.24%~96.03%之间,流量偏差率在12.79%~18.55%之间。(4)选择Ⅰ号灌水小区为研究对象,分析其支毛管射流脉冲三通的水力性能,结果表明支管射流脉冲三通的水头振幅、脉冲频率、水头损失均小于毛管射流脉冲三通。对支毛管射流脉冲三通脉冲特性(水头振幅与脉冲频率)、水头损失等水力性能参数与进出口压力之间的关系进行拟合,发现支毛管三通脉冲特性参数与支毛管三通进口压力的关系式与二次函数拟合程度最高,支毛管水头损失与支毛管进口压力、平均出口压力的关系式与一次函数拟合程度最高。(5)对灌水小区两种水力参数拟合关系式进行验证,即分别通过出口流量—进口压力与水头损失—出口压力关系式,推导出滴头平均流量为1.239 L/h时灌水小区的支管三通理论进口压力分别为0.0741 MPa与0.0803 MPa。两者结果与实际进口压力0.08 MPa均接近,说明拟合关系式比较可靠。