地下渗灌土壤水分运动数值模拟

为了寻找一种准确实用的土壤水分运动模拟方法用于指导田间渗灌,该文对一种橡塑渗灌管田间渗灌过程进行监测,并采用Green-Ampt积水入渗模型和一维水平吸渗模型Philip解法分别对渗灌过程中土壤水分在垂直和水平方向的运动进行模拟,通过与田间实测值对比,检验模型的适用性。结果表明,应用Green-Ampt积水入渗模型模拟田间渗灌过程垂直方向土壤水分运动具有较好的准确性,一维水平吸渗模型Philip解法在水平方向的模拟则存在一定偏差。     

基于流固耦合渗流的植物油料压榨数值模拟

考虑植物油料的可变形和流变,植物油料的压榨过程是一个渗流场和流变场耦合渗流问题。基于流固耦合渗流理论建立植物油料压榨过程的模拟模型,采用有限差分法和有限元法交替求解渗流场和流变场。数值模拟了压榨过程中菜籽和菜籽仁油料的位移、菜籽仁孔隙流体压力分布与消散、有效应力分布与变化。菜籽和菜籽仁的位移数值解和实测值比较吻合,尤其在中、后时段。     

点源地下滴灌土壤水分运动数值模拟及验证

依据非饱和土壤水动力学理论,借助计算机数值模拟方法,应用Hydrus软件建立了地下点源滴灌的土壤水分轴对称二维数值模拟模型,分析对比了几种土壤条件下地埋点源滴灌时土壤水分的运动状况。应用土壤剖面含水率、土壤水湿润峰运移值和累积入渗量及入渗速率等指标的实测值与模型值对模型进行了验证。结果表明,两者具有较好的一致性,相对误差在10%以内,说明所建模型能比较真实地反映供试土壤条件下的水分运动情况。     

重力式地下滴灌点源入渗特征的数值模拟与验证

基于非饱和土壤水动力学理论，建立了重力式地下滴灌条件下土壤水分运动轴对称三维数值模拟模型，利用Galerkin有限元法进行了数值模拟。通过试验对比验证，表明所建模型可以用于分析地下滴灌土壤水分人渗规律，具有较高的精度。对不同灌水技术要素条件下的地下滴灌湿润特征及入渗规律进行了数值模拟。结果表明，在相同灌水量下，供水压力与滴孔孔径对湿润圈影响微弱，重力式地下滴灌管道设计时可以不考虑其影响，但它对滴孔出流量影响较大，而其它因素对滴孔出流量的影响微弱。因此在地下滴灌管道设计时，只需根据田块长度和渗水管损失设计孔径和供水压力，并可选择较小的供水压力；在相同灌水量情况下，管道埋深对湿润圈具有较明显的影响，应按田间实际进行合理选择，这些结论可为地下滴灌合理的设计及运行提供理论依据。     

两水源地间相互影响的数值评价

四柏树水源地和炼油厂水源地是靖边县的主要供水水源.两水源地处于同一水文地质单元且相距较近,地下水联系较为紧密.为了更好地为地下水资源的可持续开发提供依据,利用Modflow软件建立区域地下水流数值模型,并运用模型分析了不同开采条件下两水源地的相互影响评价.结果表明:两水源地均属开采"消耗"型水源地;区域上地下水位(头)近于等幅下降,水源地开采区内大致以芦河为界分别形成两个以水源地开采区为中心地下水降落漏斗;随着水源地开采量的增加,两水源地水位(头)降均呈逐渐增大的趋势,相互的影响也越来越显著.     

地下水源热泵系统热平衡模拟三维数值模型

为了准确模拟预测地下水源热泵系统运行期间的热平衡变化规律特征,避免未来地下水源热泵系统运行期间出现的热贯通现象。以河北省水勘院正定基地地下水源热泵系统示范工程为例,建立了地下水渗流与热量运移三维耦合数值模型,并结合地下水源热泵系统的设计运行方案,预测分析了不同条件下未来地下水源热泵系统的热平衡发展趋势。结果表明,该示范工程按设计方案运行,抽、灌井之间存在热贯通现象。地下水源热泵系统通过增大温差的方法进行调节,可有效地缓解热贯通现象。     

生物多孔介质热风干燥数学模型及数值模拟

为了研究生物多孔介质在热风干燥过程中的热质传递机理以及其内部应力应变分布规律,根据生物多孔介质中温度、水分及应力之间复杂的耦合关系,基于菲克扩散定律、傅立叶导热定律和热弹性力学理论,建立了对流干燥条件下,含湿多孔介质内部传热传质过程热-湿-力双向耦合的数学模型。采用有限差分法编制相应的计算程序,对其进行数值计算,数值结果与马铃薯和胡萝卜对流干燥试验结果之间的相对误差均小于5%;进一步分析了干燥特性曲线,以及温度、干基含水率和应力应变的时空分布;最后分析了风温、风速等干燥条件以及多孔介质厚度对干燥过程的影响,结果表明:在一定试验条件下,风温越高,风速越大,切片厚度越薄,干燥时间越短。研究为改善生物多孔介质热质传递现象物理机理的理解提供参考。     

稻田中氮素流失的田间试验与数值模拟研究

在上海青浦农田水利试验站进行田间试验,研究了淹灌稻田在排水条件下的氮素流失规律。在试验的基础上提出了氮素运移与转化的数学模型,对氮素的淋失动态进行了模拟研究。分析表明,淹灌稻田的淹水层和剖面土壤溶液中氮素的主要形态为ＮＨ＾＋４－Ｎ;施肥后淹水层中氮素浓度衰减呈指数消退;水稻生长期间,氮肥损失的主要途径是气体损失,而淋失量相对较小。     

基于流固耦合的分动器齿轮两相流动数值模拟与试验

针对分动器齿轮啮合传动中,润滑油运动过程缺乏研究和油压油速等相关参数不确定的问题,应用数值模拟与试验相结合的方法进行了详细的分析。建立分动器齿轮流场三维模型,基于流固耦合理论,应用Fluent UDF命令设定齿轮动网格运动,建立VOF两相流模型进行数值模拟,结果表明:0～0.5T(小齿轮以400 r/min速度旋转一周耗时为1T)时刻,从动大齿轮旋转带油对啮合区润滑起主要作用、速度流线在啮合区附近出现明显的漩涡现象、啮合齿面间压力值相对较大、两相流模型的改变对齿轮带油润滑效果有较大影响;应用高速摄影技术,对透明分动器壳体内流场流动情况进行观察试验,其油面波动与数值模拟结果作对比,最大误差为12.2%,误差较小,表明试验与数值模拟的分析结果相吻合。研究成果为下一步改善分动器齿轮润滑方面的工作提供参考。     

河道生态修复数值模拟研究

为研究凌源市青龙河生态修复环境变化特征,运用MIKE21水动力模型模拟分析生态修复前后不同流量下的鱼类栖息环境及流速变化状况。结果表明：在28.2 m³/s、37.1 m³/s和105.6 m³/s流量条件下,河道生态修复可以使鱼类栖息环境面积增加45.8%、76.2%、28.5%,河道区流速增大0.18 m/s、0.26 m/s和0.42 m/s,河道生态修复为动植物生长繁殖创造了适宜的空间环境,实现了流域水生态系统协调发展和良性循环。     

试论长江源头地区的水土流失

依据长江源头这一特定地区的自然、经济状况、在应用遥感技术调查土壤侵蚀现状的基础上，通过分析影响该地区水土流失的主要因素，阐述了不同侵蚀类型的特点和危害，提出了长江源头地区水土流失的防治途径。     

浑河源头水源涵养林土壤优先流特征

以浑河源头4种类型水源涵养林为研究对象,采用野外染色示踪和室内理化分析等研究方法,研究不同水源涵养林土壤优先流的形态特征与变化规律,揭示浑河源头水源涵养林保护和治理过程中优先流的形成机理及影响因素。结果表明:4个样地土壤优先流的入渗深度范围为30~38cm,且其深浅与根系的根长密度关系密切;0—10cm土层的土壤优先流染色面积比依次为82.41%,75.44%,91.03%,79.82%,土壤优先流染色面积比随土层深度的增加而减小,4个样地上层土壤显著大于下层土壤染色面积比;土壤优先流染色面积比与土壤容重、总孔隙度、有机质、总根长密度呈极显著或显著正相关,均影响着优先流的发生程度,并且得到土壤优先流染色面积比与其影响指标的多元函数关系;根据各主成分得分及其权重,得到水源涵养林土壤优先流特征综合得分为混交林地(3.134)>落叶松(1.660)>采伐迹地(-1.946)>红松(-2.847)。研究结果可为深入探究浑河源头水源涵养林的生态水文过程及植被建设提供科学依据。     

浑河流域上游森林生态服务空间流转价值及其对沈阳城市段供水量影响的通径分析

[目的]探究浑河流域上游森林生态服务空间流转价值对沈阳市水资源供给量的影响,为制定流域森林生态补偿标准提供科学依据。[方法]以森林生态服务空间流转为视角,借助ArcGIS 9.3软件的Buffer与Intersect分析工具测算出2010—2014年浑河上游向沈阳城市段空间流转的生态服务价值,利用通径分析法,对沈阳城市段水资源供给量的影响展开研究。[结果]2010—2014年浑河流域上游向沈阳城市段空间转移的总价值为56.47亿元;上游森林水源涵养与保持水土的生态服务通过地表水、地下水与化学需氧量共同作用于沈阳城市段供水量。[结论]浑河流域上游森林生态服务空间流转价值产生正外部效应,对沈阳城市段供水量影响是由多个因素直接作用、间接作用共同决定的结果。     

黄河源头区水土流失及草业综合治理探讨

黄河源头区属高寒半干旱气候区 ,地带性植被为高寒草甸。由于自然条件恶劣和超载过牧、沙金开采等 ,致使水土流失日益严重 ,草业在该区水土流失治理中的地位和作用独特 ,具有不可替代性。具体对策是 :草原牧区禁止超载过牧 ;沙化严重的地区进行封育改良 ;陡坡地退耕 ,缓坡地实行草、粮带状间作 ;加强对工矿和城镇建设的管理     

基于耦合模型的赣江水源保护区城市发展与水资源环境关系研究

识别和评价流域水源保护区城市发展与水资源环境耦合状态,可为促进区域生态环境建设提供参考。本研究以赣江上游水源保护区为例,通过构建耦合度模型对2001—2011年赣江上游流域城市发展与水资源环境耦合状态进行评价,并提出了相应优化路径。结果表明:（1）研究期内赣江水源保护区城市经济发展指数与水资源环境指数呈同步上升趋势,基本处于协调状态;（2）城市经济发展与水资源环境系统呈现出交互耦合状态,具有波动向前发展趋势,整体上经历了拮抗阶段和磨合阶段2个阶段;（3）研究期内耦合度变化明显,由低度协调共生阶段向协调发展阶段转变,具有明显后发优势。在此基础上,为实现城市发展与水资源环境耦合由低水平协调共生阶段向高水平耦合阶段演化,提出了基于稳定性理念的保障路径以及可持续性发展的激励路径,以期为实现流域水源保护区社会经济的可持续发展提供借鉴。     

深圳市东部供水水源网络工程中的生态环境保护

介绍了深圳市大型重点工程项目即深圳市东部供水水源网络工程在兴建工程中的生态与环境保护工作。将生态环境的保护工作分为 4个阶段 ,进行具体环节具体处理。从根本意义上阐述了生态环境保护的重要性和艰巨性 ,对大型地下工程如何保护环境有一定的参考价值。     

深圳市东部供水水源网络工程中的生态环境保护

介绍了深圳市大型重点工程项目即深圳市东部供水水源网络工程在兴建工程中的生态与环境保护工作。将生态环境的保护工作分为4个阶段,进行具体环节具体处理。从根本意义上阐述了生态环境保护的重要性和艰巨性,对大型地下工程如何保护环境有一定的参考价值。     

青海省境内黄河上游区水沙来源及组成分析

青海境内黄河上游地区是青海省工、农、牧、渔业生产基地,也是国家列入重点开发的水电基地之一,在青海省经济发展中占有举足轻重的地位。近年来,随着黄河下游断流的日益严重,作为黄河水量主要供给地的青海境内生态环境保护已成为全社会关注的焦点。利用青海境内黄河上游主要水文测站的资料,对境内水沙来源及组成进行了分析,认为该区面积只占黄河流域面积的２３．４％,而径流量占４７．５％,输沙量只占３．８６％,是黄河的主     

土壤生物工程在沿河公路护坡中的初期水土保持效应

为了研究土壤生物工程措施在护坡中水土保持作用,选择北京郊区琉璃河河段裸露岸坡作为研究对象,针对坡面存在着溅蚀、面蚀、沟蚀等土壤侵蚀现象,采用扦插、灌丛垫和梢捆3种土壤生物工程措施,每种措施分别栽种毛柳和金丝柳进行边坡治理。分别对施工后1个月、4个月后植物的生长特征进行调查观测。同时,对施工后4个月的3种土壤生物工程措施通过人工模拟降雨观测其削减地表径流和泥沙含量。测定岸坡施工前后坡形的变化。结果表明:两种柳树生长状态良好,适宜用做土壤生物工程材料;削减地表径流的能力梢捆最强,扦插次之,灌丛垫最弱;泥沙含量梢捆最小,灌丛垫次之,扦插最大;对边坡坡形的影响:梢捆有缩短边坡坡长,使坡面形成复式断面,灌丛垫和扦插不能改造坡形。土壤生物工程对边坡可以起到保持水土,在一定程度上改变坡形,减轻径流和雨滴的侵蚀作用,有利于边坡保持稳定。     

辽河河道沙尘源治理研究

根据辽宁省河道沙尘天气日趋增多的状况,从辽宁省沙尘天气的气候特征和分布特征入手,结合辽河滩地泥沙、植被情况现场调查,分析研究了辽河滩地形成沙尘天气的原因,并提出了辽河河道沙尘源治理途径和措施。