坡耕地是目前广大丘陵山区群众赖以生存和发展的生产用地,但是由于受地形坡度影响,坡耕地土壤具有不同程度的旱、瘠、薄、粗等特点,使得坡耕地作物因需水量不足而导致大幅减产,从而影响经济效益。因此,选取合理的灌溉方式对坡地作物生长至关重要,而喷灌作为一种新型节水高效灌溉技术,具有省工、省水、对地形条件适应能力强等优点,是坡地灌溉常用方法之一。喷灌均匀度和水滴打击动能是衡量喷灌系统性能优劣的重要指标,国内外学者对此展开了大量研究,但以往研究主要集中于平地,关于坡地上的研究相对较少。为了给坡地喷灌系统设计提供切合实际的参数,以农田灌溉中常用的雨鸟LF1200型喷头为研究对象,通过试验分析和数值模拟相结合的方法,对坡地喷灌均匀性和水滴打击动能进行了研究。主要研究内容与结论如下:(1)揭示了坡地喷灌水量分布特性。分析了坡度对单喷头水量分布、射程及喷头组合均匀度的影响,结果表明,单喷头水量分布图大致呈“鸡蛋型”,上部扁而凸,下部长而尖;离喷头越近,水量分布越集中,且随着坡度的增大,水量有向上坡方向集中的趋势;喷头上坡射程随着坡度的增大而减小,下坡射程随着坡度的增大而增大;喷头工作压力和间距对均匀度的影响显著,其中工作压力影响最大,间距次之,坡度最小;另外,为了便于工程设计,通过理论分析推导出了坡地喷头射程计算公式,经试验验证,该公式具有一定的准确性。(2)构建了坡地喷灌水量分布计算模型。针对坡地喷灌水量分布实测困难的问题,以坡地喷头射程计算公式为基础,依据弹道理论和水量平衡原理,构建了喷灌水量分布由平地向坡地转换的计算模型,并通过试验验证了模型的正确性。利用该模型分析了喷头布置方式、间距、工作压力和坡度等因素对喷头组合喷灌水量分布及均匀度的影响。结果表明,喷头正三角形布置下的喷灌均匀度要优于正方形布置下的;随着喷头间距的增大,喷灌均匀度呈下降趋势;喷头低压运行时,喷灌均匀度相对较低,不能满足喷灌质量要求,随着喷头工作压力的增大,喷灌均匀度逐渐增大;在一定坡度范围内,坡度对组合喷灌水量分布和均匀度的影响较小。(3)研究了坡地喷灌水滴直径分布规律,提出了坡地喷洒水滴动能强度计算模型。在室内无风条件下,应用视频雨滴谱仪实时监测了坡地喷洒水滴直径和速度等信息,研究了不同坡度下水滴平均直径及直径频率沿射程方向的变化规律,分别建立了水滴平均直径、速度和坡度等之间的数学关系。并以此为基础,结合坡地喷灌水量分布计算方法,提出了坡地喷洒水滴动能强度计算模型,并通过试验验证了模型的正确性。应用该模型重点分析了喷头布置方式、间距和坡度等因素对喷头组合喷洒水滴动能强度分布的影响。结果表明:随着喷头间距的增大,水滴动能强度分布越来越不均匀,且动能强度高值区所占比例不断减小;坡度变化对水滴动能强度分布的影响不明显;喷头正三角形布置对于减小组合喷洒水滴动能强度具有一定作用。(4)初步提出了适用于雨鸟LF1200型喷头的坡地喷灌应用技术参数。综合喷灌均匀性和水滴打击动能两方面考虑,在进行坡地喷灌系统设计时,若选用雨鸟LF1200型喷头,喷头布置方式建议优先选用正三角形布置,喷头间距推荐采取0.8倍的平地喷头射程,且喷头工作压力宜选用300kPa,地形坡度不宜大于0.15。