Университетам и инженерам · D17
Понять воду.
Проверить результат.
Сколько воды прошло через машину, куда она попала и что осталось у корней. Книга и практикум по круговому дождеванию — от первого измерения до объяснимого отчёта, включая давление, сопла, регуляторы и дефицит по кольцам.
От показания к выводу
У каждого числа есть место, время и основание.
Измерьте входной объём. Проследите распределение на поле и движение воды в почве. Сопоставьте результат с целью и покажите, каких данных достаточно для вывода. Интерактивные примеры в книге помогают увидеть, как меняется ответ при изменении условий.
Веб-практикум
Восемь работ.
Один проверяемый отчёт.
Каждая работа содержит цель, порядок действий, ответ и исходные параметры. Значения, единицы и пропуски представлены в понятных таблицах.
1Единицы и границы
Цель: получить объём и эквивалентный слой, правильно назвать результат.
- Рассчитайте объём для 50 л/с за 3600 с и слой на 1 га.
- Найдите требуемый расход для 10 га, 10 мм, 10 ч при η = 0,8.
- Объясните назначение η и причину неприменимости коэффициента 27154 к этим метрическим входам.
Ответ: 180 м³; 18 мм по входному объёму; 34,722222… л/с; 1000 м³ чистого и 1250 м³ входного плана. Зачёт: вместе с числами названа физическая граница и сохранены единицы.
Параметры работы
| Параметр | Значение | Единица |
|---|---|---|
| Расход воды | 50 | л/с |
| Продолжительность подачи | 3 600 | с |
| Площадь для расчёта слоя | 1 | га |
| Площадь полива по плану | 10 | га |
| Требуемый слой по плану | 10 | мм |
| Доступное время полива | 10 | ч |
| Коэффициент использования воды | 0,8 | доля |
2Режим Pivot
Цель: воспроизвести два точных вектора r1.
- Преобразуйте привычные единицы в единицы контракта и проверьте исходные целые числа.
- Рассчитайте полный круг и сектор 90° с единственным округлением каждого результата.
- Сопоставьте все выходы с векторами; объясните одинаковый требуемый таймер и глубину.
Ответ: площадь 516277/129069 м²; время выбранного прохода 84134/21034 с; требуемый таймер 341658 ppm; глубина 8136 мкм. Зачёт: совпадают все двенадцать выходов обоих векторов, различены выбранный и требуемый таймер.
Параметры работы
| Параметр | Значение | Единица |
|---|---|---|
| Радиус машины | 396,24 | м |
| Радиус последней башни | 381 | м |
| Дальность концевого дождевателя | 9,144 | м |
| Основной расход | 50,471 | л/с |
| Расход концевого дождевателя | 5 | л/с |
| Скорость последней башни при 100 % | 2,134 | м/мин |
| Коэффициент использования воды | 90 | % |
| Сценарий | Сектор, ° | Целевой слой, мм | Доступное время, ч | Таймер, % | Концевой дождеватель |
|---|---|---|---|---|---|
| Полный круг | 360 | 19,05 | 90 | 80 | включён |
| Сектор 90° | 90 | 19,05 | 90 | 80 | включён |
| Показатель | Полный круг | Сектор 90° | Единица |
|---|---|---|---|
| Эффективный радиус | 405,384 | 405,384 | м |
| Доступный расход | 55,471 | 55,471 | л/с |
| Площадь полного круга | 51,6277 | 51,6277 | га |
| Площадь выбранного сектора | 51,6277 | 12,9069 | га |
| Требуемый расход | 33,728 | 8,432 | л/с |
| Время нанесения целевого слоя | 54,723 | 13,681 | ч |
| Полный оборот при 100 % | 18,696 | 18,696 | ч |
| Полный оборот при выбранном таймере | 23,371 | 23,371 | ч |
| Проход сектора при 100 % | 18,696 | 4,674 | ч |
| Проход сектора при выбранном таймере | 23,371 | 5,843 | ч |
| Требуемая установка таймера | 34,1658 | 34,1658 | % |
| Слой за проход | 8,136 | 8,136 | мм |
Значения получены с единичным округлением каждого результата.
3Телеметрия прохода
Цель: обработать неполный ряд без выдуманного объёма.
- Суммируйте известные кусочно-постоянные расходы по семи минутным интервалам.
- Найдите переход через 0°, остановку с водой, неизвестные углы и сброс счётчика.
- Сохраните известный объём, непокрытое время и отдельно прирост новой эпохи счётчика.
Ответ: 21 м³; 60 с без расхода; первый короткий переход +10°; остановка с водой — пятый интервал; последний прирост счётчика 3 м³. Зачёт: неизвестный интервал не превращён в нулевой, число полных оборотов не угадано.
Параметры работы
| Интервал | Время | Расход, л/с | Угол | Счётчик воды | Эпоха счётчика |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0–60 с | 50 | 355–5 ° | 100–103 м³ | 1 |
| 2 | 60–120 с | 50 | 5–15 ° | 103–106 м³ | 1 |
| 3 | 120–180 с | нет данных | нет данных | нет данных | 1 |
| 4 | 180–240 с | 75 | нет данных | нет данных | 1 |
| 5 | 240–300 с | 75 | 25–25 ° | 116,5–121 м³ | 1 |
| 6 | 300–360 с | 50 | 25–35 ° | 121–2 м³ | 2 |
| 7 | 360–420 с | 50 | 35–45 ° | 2–5 м³ | 2 |
«Нет данных» обозначает пропуск измерения. Нулевой расход остаётся измеренным нулём.
4Распределение воды
Цель: сравнить равномерность и достаточность.
- Рассчитайте общий объём и средний слой с весами площади.
- Получите CUₐ, нижнюю четверть площади и DUₗq.
- Определите площадь достижения цели и объясните ошибку выбора одной записи как «четверти».
Ответ: 15 м³; 15 мм; CUₐ = 73,333333… %; среднее нижней четверти 8 мм; DUₗq = 53,333333… %; достаточность 70 %. Зачёт: во второй зоне использованы 150 м², а геометрические показатели названы учебными показателями карты.
Параметры работы
| Зона | Площадь, м² | Слой воды, мм |
|---|---|---|
| A | 100 | 5 |
| B | 200 | 10 |
| C | 300 | 15 |
| D | 400 | 20 |
Целевой слой для оценки достаточности — 15 мм.
5Инфильтрация и сток
Цель: замкнуть поверхностный баланс для двух учебных профилей.
- На каждом шаге выполните правило главы 7: поступление, инфильтрация, сток и остаток.
- Проверьте продолжение инфильтрации во второй час без дождя.
- Сравните итог и вычислите невязку по суммарному приходу 15 мм.
Ответ: для 4 мм/ч инфильтрация 10 мм, сток 5 мм; для 8 мм/ч — 14 и 1 мм. Конечный запас и невязка в обоих случаях нулевые. Зачёт: поверхностная вода второго часа учтена; явно названо упрощение модели.
Параметры работы
| Профиль | Инфильтрация, мм/ч | Максимальный поверхностный запас, мм | Начальный запас, мм |
|---|---|---|---|
| Профиль 1 | 4 | 3 | 0 |
| Профиль 2 | 8 | 3 | 0 |
| Шаг | Продолжительность, ч | Поступление, мм |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 12 |
| 2 | 1 | 0 |
| 3 | 1 | 3 |
6Корневая зона
Цель: рассчитать запас, истощение и выход ниже корней.
- Для каждого дня внесите дождь и полив один раз; примените порядок прихода и расхода главы 7.
- Вычислите запас, истощение, глубокий выход и невязку.
- Отдельно разберите дождевой тест 20 → 15 мм и оценку Ks при Dr = 60 мм.
Ответ: конечное истощение после четырёх шагов — 2 мм; суммарный выход ниже корней — 37 мм; невязка 0; Ks = 2/3. Зачёт: избыток сохранён отдельным потоком, θ имеет объёмную единицу, дождь учтён единожды.
Параметры работы
| Параметр | Значение | Единица |
|---|---|---|
| Влажность при полевой влагоёмкости | 0,3 | м³/м³ |
| Влажность завядания | 0,15 | м³/м³ |
| Глубина корневой зоны | 0,6 | м |
| Допустимая доля истощения | 0,5 | доля |
| Начальное истощение | 20 | мм |
| День | Дождь, вошедший в почву, мм | Полив, вошедший в почву, мм | Потребность испарения и растений, мм |
|---|---|---|---|
| 1 | 5 | 0 | 0 |
| 2 | 0 | 10 | 5 |
| 3 | 47 | 0 | 3 |
| 4 | 3 | 0 | 2 |
7Неопределённость
Цель: отделить стандартную неопределённость от неполноты.
- Рассчитайте результат для независимых входов.
- Повторите с коэффициентом корреляции 0,8 и сравните.
- Укажите, почему пропуск из работы 3 нельзя закрыть полученным знаком «±».
Ответ: u(V) ≈ 3,7108 м³; для коррелированных входов ≈ 4,3536 м³. При условном k = 2 расширенная оценка первого случая ≈ 7,4216 м³. Зачёт: определены тип неопределённости, предпосылки и смысл коэффициента охвата.
Параметры работы
| Параметр | Значение | Единица |
|---|---|---|
| Измеренный объём | 180 | м³ |
| Относительная неопределённость расхода | 2 | % |
| Относительная неопределённость времени | 0,5 | % |
| Коэффициент корреляции | 0,8 | доля |
| Коэффициент охвата | 2 | — |
8Итоговый разбор
Цель: подготовить объяснимое сравнение плана и прохода.
- Рассчитайте плановый и известный входной объём; выделите пропуск.
- По заданной границе 0–60 л/с оцените диапазон общего объёма.
- Подготовьте отчёт: цель, входы, метод, результат, отклонение, ограничения и требуемое дополнительное наблюдение.
Ответ: план 30 м³; известно 16,8 м³; пропуск 120 с; общий диапазон 16,8–24 м³. Зачёт: диапазон подписан как следствие допущения, поверхностный слой и обеспеченность корней не объявлены установленными.
Параметры работы
| Параметр | Значение | Единица |
|---|---|---|
| Плановый расход | 50 | л/с |
| Плановая продолжительность | 600 | с |
| Нижняя граница расхода в пропуске | 0 | л/с |
| Верхняя граница расхода в пропуске | 60 | л/с |
| Интервал | Продолжительность, с | Расход, л/с |
|---|---|---|
| 1 | 120 | 50 |
| 2 | 120 | 50 |
| 3 | 120 | нет данных |
| 4 | 120 | 40 |
| 5 | 120 | 0 |
«Нет данных» обозначает пропуск измерения. Нулевой расход остаётся измеренным нулём.
Полевые формы
Готовые таблицы
на этой странице.
Раскройте нужную форму, перенесите таблицу в рабочий документ или распечатайте страницу. Пустые значения заполняются после фактического измерения.
Карточка калибровки
| № | Прибор | Эталон | Дата и время | Показание прибора | Эталонное значение | Единица | Условия | Поправка | Стандартная неопределённость |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 |
Карточка полевого обследования
| № | Объект | Параметр | Значение | Единица | Источник | Дата наблюдения | Качество | Комментарий |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 |
Журнал измерений
| № | Канал | Место | Дата и время | Значение | Единица | Редакция установки | Редакция калибровки | Качество | Комментарий |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 |
Отчёт по работе D17
| Раздел | Что записать |
|---|---|
| Общие сведения | ФИО, группа, преподаватель, работа, редакция книги и дата. |
| Цель и физическая граница | Какой результат определяется, для какой площади и времени. |
| Исходные данные | Величины, единицы, происхождение, качество и пропуски. |
| Метод | Порядок расчёта, версия параметров, округление, допущения и область применимости. |
| Результат | Числа с единицами и качеством; проверка размерности, баланса и контрольного примера. |
| Вывод | Что установлено, каких данных недостаточно и какое следующее наблюдение требуется. |
| Замечания преподавателя | Проверка входов, вычисления, контроля и границы вывода. |
Открытые материалы для обучения.
Книгу и веб-практикум можно бесплатно читать, печатать и использовать на занятиях с сохранением источника, редакции и условий. Учебные копии и заполненные задания можно передавать участникам. Публикация переработанного издания и иные условия распространения согласуются отдельно. Подробнее — в приложении Г книги.
Редакция 1.3 учитывает предметные замечания и четыре расчётных листа SENNPAQ. Академические и заводские первичные источники приведены в книге. Интерактивы воспроизводят агрегатные расчёты и показывают границы применимости; равномерность проверяют натурными измерениями.
Условия программного обеспечения и сервиса: лицензионное соглашение, пользовательское соглашение, публичная оферта.