渗灌土壤水分运动数值模拟软件设计方法研究

数值模拟是认识渗灌条件下土壤水分运动规律的重要方法之一,其可为渗灌工程的实施提供理论指导。为降低渗灌条件下土壤水分运动数值模拟研究的成本,在渗灌条件下土壤水分运动数值模拟软件的设计方法上进行了探讨,分析了软件实现的功能,提出了一种渗灌条件下土壤水分运动数值模拟软件的开发模型,并采用面向对象的方法和迭代-增量式的开发过程实现了该软件。本软件能够应用于渗灌条件下土壤水分运动数值模拟,能够模拟土壤初始条件、灌水压力、渗灌管特性和计算区域边界条件对土壤水分运动的影响,能模拟渗灌条件下土壤水分的再分布过程。软件运行可靠、操作方便,具有一定的通用性。     

土壤水分运动方程与参数研究进展

概括了非饱和土壤水分运动方程的研究进展以及为预报非饱和土壤水分运动获得土壤水分运动参数的方法,并提出土壤水分运动研究将以计算机模型、数值模拟、自动测定装置等工具为发展趋势。     

农林业地下滴灌土壤水分运动数值模拟研究进展

对地下滴灌土壤水分运动数学模型的建立、数学模型的求解、土壤水力特性参数的测定和土壤水分运动数值模拟软件的开发等进行了详细论述.此外,结合林地土壤条件、植被类型的特点和以往土壤水分运动研究中存在的问题,指出了今后林业地下滴灌土壤水分运动数值模拟研究的发展方向.建议在掌握土壤水分运动规律的基础上,结合树木的生长节律、生理生态特性和耗水规律,建立科学合理的灌溉制度,从而实现林地生产力的大幅度提高和林业水资源的可持续利用.     

土壤水分运动与作物生长过程耦合机理模型初探

根据冬小麦生长发育与土壤水分条件关系的机理研究,建立了田间条件下的土壤水分运动与作物生产耦合机理模型。该模型包括土壤水分运动子模型和作物生长发育子模型,分别模拟了棵间蒸发、根系吸水、生育期、光合、呼吸、同化物分配、根系生长、叶面积增长、产量形成等过程。用1995-10～1996-06的田间试验资料对模型进行验证,结果表明该模型能较好地模拟土壤水分运动与作物生长发育过程的耦合关系。     

土壤水运动理论研究综述

土壤水是陆地植物赖以生存的源泉,是农业生产的必要务件.土壤水研究在理论和应用上均有重要意义.从土壤水运动的基本方程、土壤水分入渗、土壤水分运动参数的确定、土壤水分运动数值模拟、SPAC等几方面论述了国内外土壤水分的研究概况,并对未来土壤水的研究进行了展望..     

数值模拟方法在土壤水分运动中的应用

假定土壤中的水是不可压缩的纯水,土壤中各点温度相同,以一维腾发条件下土壤水分运动为研究对象,进行土壤水分运动数值模拟研究。     

非饱和土壤水分一维运动的数值模拟

以土壤水动力学原理为基础,利用有限差分法,建立了垂直方向上非饱和土壤水分一维运动的数值模型,用以模拟均质土壤在不同初始与边界条件下的水分运动。程序使用面向对象编程的VisualBasic高级程序设计语言编写,并通过验证。该模型可以模拟降水和灌溉入渗以及蒸发条件下的土壤水分在垂直剖面上的分布情况。     

地下水浅埋区稻田土壤水分运动模拟

以土壤水动力学原理为基础,对地下水浅埋区稻田土壤水分运动进行了田间试验和理论分析,并建立了地下水浅埋区稻田土壤水分运动数学模型。根据试验结果并参考有关资料确定土壤水分运动的有关参数,采用有限差分法对数学模型进行求解。结果表明,试验实测值和模拟值比较吻合,同时说明了所建模型的可靠性,对实际应用有重要的指导意义,具有一定的实用价值。     

地下水浅埋区稻田土壤水分运动模拟*

 以土壤水动力学原理为基础，对地下水浅埋区稻田土壤水分运动进行了田间试验和理论分析，并建立了地下水浅埋区稻田土壤水分运动数学模型。根据试验结果并参考有关资料确定土壤水分运动的有关参数，采用有限差分法对数学模型进行求解。结果表明，试验实测值和模拟值比较吻合，同时说明了所建模型的可靠性，对实际应用有重要的指导意义,具有一定的实用价值。     

紫色土水分一维水平运动的数值模拟

在不同条件下,土壤水分运动模型方程参数的取值和方程的解法不同.在室内对3种紫色土水分一维水平运动进行了模拟,并采用隐式差分格式分解Richards土壤水分一维水平运动的基本方程.模拟计算程序用Fortran语言编写,模拟出的土壤水分分布结果与实测值吻合较好;3种紫色土的累积入渗量(I)、入渗率(f)与湿润峰(Xf)的关系符合Philip数学模型;试验测得的数据还能较好地拟合3种土壤水分特征曲线模型,其中以指数式和幂函数式的模拟较好.所以研究认为运用Philip数学模型能较好的表达紫色土水分运动的基本规律.     

田间试验方法确定非饱和土壤水分运动参数

用田间试验确定土壤水分运动参数,由于所测定的土壤吸力较低,得不到完整的土壤水分特征曲线,应用受到了限制.对蒸发量大的干旱地区,在田间一定区域,使其土壤与其周围土体隔离,从而可以测得土壤的较高吸力.以土壤水动力学理论为基础,首次在新疆运用田间试验的方法计算确定了土壤水分运动参数,是一种简便的实用方法.     

蓄水单坑均质土壤水分运动的数值模拟

本文从土壤水动力学的基本理论出发 ,建立了蓄水坑灌条件下的二维剖面土壤水分运动数学模型 ,并采用ADI法结合Gauess-Seidel迭代法进行了数值模拟。验证实验表明 ,模拟结果与实测值有着较好的一致性     

喀斯特石漠化地区土壤水分运动规律研究

为了更好地认识喀斯特地区土壤水分运动规律,以贵州石漠化地区土壤为研究对象,采用模拟降水法,通过对石漠化地区土壤水分的临界饱和持水量、水分渗漏速率及水分蒸散速率等参量的分析,研究其水分运动规律.结果表明:模拟降水量130～140 mm为渗漏临界点,此时达到饱和田间持水量;145～165mm时,10 min内达到最大下渗速率;超过165 mm后,在前5 min就可达到最大值;而小于临界点时,水分均以蒸散方式损失,以平均0.00001122 g/s的速度减少.此研究发现了喀斯特石漠化地区土壤水分运动的基本规律,并提供了相关的基础数据,对今后的进一步研究以及喀斯特生态系统的保护具有重要意义.     

室内试验方法确定非饱和土壤水分运动参数

以土壤水动力学为理论基础,以原状砂壤土为例,进行了室内非饱和土壤水分运动参数的测定.通过实测数据与经验模型Van Genuchten的拟和,对试验结果和拟和结果进行了对比分析,发现计算值与实测数据吻合较好.结果表明选用的经验模型是可靠的,确定的非饱和土壤水分运动参数是合理的.     

一维非饱和土壤水分运动的数值模拟

基于MATLAB平台,应用有限差分法,对以土壤含水率(θ)为应变量的一维非饱和土壤水分运动模型进行了离散,得到了该模型的有限差分方程,并对其进行了模拟。结果表明,该模型形式简单,计算简便,符合应用要求。     

秸秆还田和品种对土壤水盐运移及小麦产量的影响

试验设置秸秆还田和不还田两种方式,选用抗盐小麦德抗961和普通小麦鲁麦10,以探明秸秆还田和品种选择对盐渍土水盐运移和小麦产量的影响.研究结果表明,秸秆还田能够减少水分散失,提高土壤含水量,同时减轻盐分在表层土壤的富集,有利于提高小麦产量.选用抗盐小麦品种不仅提高了小麦的抗盐能力,也降低了表层盐分的进一步富集.小麦产量的提高得益于产量构成因素的综合改善,其中每公顷穗数贡献较大.从减轻盐分表层富集和提高产量幅度来看,品种选择的效果优于秸秆还田.因此,选用抗盐品种,并结合秸秆还田,可以显著提高盐渍土小麦产量.     

变水头边界条件下土壤水分运动数值模拟

本研究提出了一种变水头条件下一维土壤水分运动数值模拟的边界处理方法，采用隐式差分法对基本方程进行差分离散，用迭代法求解非线性方程。在结合室内实验验证模型可用的基础上，分析了变水头条件下不同土壤初始含水率、不同初始水头高度下土壤水分的运动规律。结果表明，土壤初始含水率和初始水头对水分运动都有较大影响，作者提出的变水头边界处理方法可用于水分入渗历时和湿润锋的预测。     

刚性挡土墙主动土压力的计算通式及影响因素分析

总结土压力计算的研究成果，提出主动土压力的计算通式，分别对朗肯方法和库仑方法进行验证。分析主动土压力的影响因素，认为土的含水量及地下水的运移、土的应力历史、挡土墙的刚度及位移方式、时间等均影响主动土压力的值。     

作物生长条件下沙拉塔纳农田水盐耦合运移模型

通过克州沙拉塔纳农田试验区实测资料的分析,建立了作物生长条件下土壤水分和盐分运移模型.在室内进行了土壤水分特征曲线,确定了扰动粘质粉壤土土壤水分特征曲线;再用HYDRUS模型反演计算了在室内外难以确定的土壤水分传导度,并用Van Genuchten方程拟合了参数.以这些参数为基础,模拟计算了气象条件类似土壤相同的格达良灌区土壤水盐运动规律,得出小麦作物从苗期至成熟期土壤含盐浓度随时间分布状况,为研究节水灌溉改良盐碱地课题提供科学数据.