喷灌条件下冬小麦田间水分运移数值模拟

本文用数学模拟的方法，研究了冬小麦在喷灌条件下田间水分运移规律，并与实测结果作了对比，结果表明，数学模拟计算的结果是可靠的。在此基础上研究了冬小麦喷灌条件下的灌溉模式，并提出了合理的模式，与群众现行的灌水量相比，可节约灌溉水２０％以上。     

喷灌大田土壤水分不同空间插值方法对比分析

利用冬小麦大田喷灌土壤水分测定数据,对大田喷灌的土壤水分进行了统计分析,揭示了土壤水分属于中等变异,且土壤水分不属于正态分布。然后分别使用克里格法、反距离加权法、径向基函数法和多项式回归法对大田喷灌低水分处理的土壤水分进行插值分析,结果表明克里格插值方法优于径向基函数法,径向基函数法优于反距离加权法,反距离加权法优于多项式回归法。最后利用高水分处理的土壤水分数据进行验证,得出此结论成立,并绘制了高、低水分处理的等值线图。     

基于HYDRUS—3D的微咸水膜孔沟灌水盐分布数值模拟

利用HYDRUS-3D模型对室内试验条件下微咸水膜孔沟灌水盐分布进行数值模拟,结果表明HYDRUS-3D模型模拟膜孔沟灌入渗过程的可靠性较高。在此基础上,通过模型模拟,对不同方案下的水盐运移规律进行探索,结果表明:当灌水量为450~900 m3/hm2时,3%、6%和9%开孔率下的脱盐率均在46%以上,短期内达到0~40 cm土层内压盐的效果,可为花生的生长提供良好环境。为达到节水、压盐的效果,膜孔沟灌条件下的灌水量不宜小于300 m3/hm2。     

基于HYDRUS-2D的地下滴灌下水分运移数值模拟研究

利用HYDRUS-2D软件模拟了地下滴灌条件下滴头周围黏壤土的土壤水分动态,并与田间观测进行对比;通过分析不同滴头流量对试验地土壤湿润模式的影响,明确了最佳灌水技术参数。结果表明,HYDRUS-2D软件模拟结果与观测值一致,体积含水率均方根误差为1.2%~4.5%,湿润范围均方根误差变化范围为2.1~3.87cm。     

喷灌条件下冬小麦田间水分运移数值模拟

本文用数学模拟的方法，研究了冬小麦在喷灌条件下田间水分运移规律，并与实测结果作了对比，结果表明，数学模拟计算的结果是可靠的。在此基础上研究了冬小麦喷灌条件下的灌溉模式，并提出了合理的模式，与群众现行的灌水量相比，可节约灌溉水２０％以上。     

微喷灌田间管网的优化研究

出水口的位置不同,田间管网布置方案也不同,从而影响田间管网的投资费用,以往的研究大多忽略了出水口位置对管网投资的影响。【目的】探究在自压供水条件下,出水口位置对田间管网建设费用的影响。【方法】分别对出水口位于地块一角、地块一边、地块中间3种情形建立以毛管长度、支管管径为决策变量,以微喷灌田间管网总投资最小为目标的优化模型,采用变径设计,选用遗传算法求解。【结果】与传统规范设计方案相比,出水口位于地块一角、一边和中间的模型优化方案,管道投资分别降低了20.0%、9.5%、23.9%。对比规范设计结果,出水口位于地块一边的管网投资最小,比出水口位于地块一角的布置方案投资降低了13.4%,出水口位于地块中间比位于一角时布置方案投资降低了7.2%;对比模型优化结果,出水口位于地块中间比出水口位于地块一角和出水口位于地块一边时田间管网投资分别降低了11.8%、9.9%。【结论】模型优化结果节省投资明显,模型优化结果显示出水口位于中间毛管双向布置时投资最省。     

微喷灌稳流器流道水沙两相流数值模拟

针对微喷灌压力补偿灌水器流量调节不稳定、流态指数不达标的难题,设计一种结构紧凑且适用于微喷灌大流量的稳流流道结构,并通过数值模拟分析流道结构的消能机理和抗堵塞性能.应用ANSYS FLUENT软件,采取RNG k-ε模型获得消能流道内的压力场、速度场、涡量场以及颗粒物沉积分布情况.结果显示,流场结构的自冲洗性能优良,流道内局部沙粒浓度最高不超过8.5%,300 kPa工作压力下的抗堵塞性能最好.流道内部的涡量是反映含沙量的重要参数,涡量值与沙粒浓度成反比.W型圆弧流道及变径流道结构可以增加流体的紊动程度,有效地消能稳流,使灌水器在大流量下保证稳定良好的水力性能.研究结论为压力补偿灌水器的内部流道结构的优化提供了一定的参考.     

地下水位与灌溉定额对棉花土壤水分的动态影响模拟

地下水埋深对土壤水势分布及土壤次生盐碱化具有重要影响.以新疆孔雀河流域为例,利用HYDRUS-2D软件对不同地下水位与灌溉定额下的棉花膜下滴灌土壤体积含水率的动态变化进行了模拟.结果表明:当地下水埋深为1.5 m时,地下水对土壤水的顶托作用较强,灌溉定额为3 300 m³/hm²时可使棉花生育期不受水分胁迫;当地下水埋深为2.0 m时,地下水对土壤水的补给能力下降,灌溉调控的作用逐渐加强,灌溉定额为3 900 m³/hm²时属轻度胁迫,对产量影响较小,而灌溉定额为4 500 m³/hm²时,基本不受胁迫,对产量影响极小;当地下水埋深大于2.5 m时,地下水对土壤水的补给作用进一步弱化,灌溉定额为4 500 m³/hm²时属于中度胁迫,会造成一定程度减产.研究结果为指导当地地下水资源开发利用及棉花种植业发展提供了重要参考.     

惠民县微咸水灌溉区土壤水盐运移数值模拟及分析

为合理利用水资源、保证地下水盐环境,以惠民县桑落墅项目区为研究对象,运用HYDRUS软件,构建了土壤水盐运移数值模型,并在微咸水灌溉条件下对该地区土壤水盐运移进行了数值模拟和分析。结果表明,HYDRUS模型可以较好对土壤水盐运移规律进行模拟,按照淡水-微咸水-淡水顺序灌溉,每次灌后土壤湿润层积盐位置分别离土壤表层40、40、20 cm。5月土壤含盐量最低,4月土壤含盐量较3、5月偏高。3月土壤含水率最低,5月较3、4月要高。3、4、5月,研究区地下水埋深变化范围为0.7~3.5 m。研究区域土壤属于轻度盐渍化。     

垂直线源入渗土壤水分分布特性模拟

基于非饱和土壤水动力学理论,利用Hydrus-2D软件分析了垂直线源入渗条件下的土壤水分分布特征。通过试验对比验证,反推出试验土壤的水力参数。结果表明,Hydrus-2D软件可用于垂直线源入渗土壤水分分布特征的模拟,且精度较好。对不同灌水技术要素条件下的垂直线源入渗土壤水分分布特征进行模拟研究,结果表明,垂直线源入渗条件下,不同质地土壤的湿润体形状差别不大,大小有明显的差别：砂壤土和粘壤土的水平湿润半径分别是砂土的0.59和0.24,垂直湿润深度分别是砂土的0.42和0.31;在不同线源埋深情况下,土壤湿润体的形状和大小差别不大,湿润体的位置有显著的差别,当埋深增加5cm,砂土、砂壤土、粘壤土的垂直湿润深度分别增加6%、11.5%、16%;线源长度和直径对土壤水分分布影响较大,其中线源长度主要影响垂直湿润深度,线源直径主要影响水平湿润半径;初始含水率高时,相同断面处的含水率增大;在相同入渗时段内,湿润锋水平运移距离和垂直运移距离随土壤初始含水率的增大而增大。     

冬小麦不同深度灌水条件下土壤水分运动数值模拟

冬小麦深度灌水可以促进根系深扎,提高水分利用率。为了定量计算深度灌水条件下土壤水分动态,根据冬小麦不同深度灌水试验,用土壤水分运动方程的源项模拟不同深度灌水,建立了冬小麦不同深度灌水条件下土壤水分运动模型,采用有限差分法求解。利用不同深度灌水冬小麦试验数据对模型进行验证,结果表明模型计算的土壤含水率与实测土壤含水率的动态变化趋势一致,二者显著相关,相关系数在0.90以上,模型平均绝对误差最大值为0.023 cm3/cm3,平均相对误差最大值为8.22%,均方根误差最大值为0.03 cm3/cm3。所建模型具有较高的模拟精度,可用于模拟不同深度灌水条件下冬小麦土壤水分分布与动态变化。     

降雨集流渗灌系统室内模拟土壤水分运动研究

为解决宁南山区旱地经济林干旱缺水的现状及小降雨(4～16 mm)无法入渗到根系(20～40 cm)分布范围,设计了一种降雨集流渗灌装置,通过室内土箱试验,以降雨量作为控制因子,研究不同雨量条件下径向和垂向土壤水分的运动特征.结果表明:随雨量增加累计入渗量逐渐增大,入渗速率逐渐减小;不同雨量条件下土壤含水率增量在垂向0～...     

调亏灌溉对春小麦土壤水分动态的影响研究

对干旱环境条件下调亏灌溉春小麦0~20,20~40,40~80,80~120 cm土层土壤水分动态进行了分析研究,并建立了0~120 cm土层土壤含水量随时间变化的数学模型,以此来预测调亏灌溉春小麦土壤水分随时间变化的动态。     

全覆盖条件下冬小麦田间水分运移的数值模拟

用数值模拟方法，研究了冬小麦在麦秸覆盖条件下田间水分运移规律，并与实测结果作了对比，结果表明，数值模拟计算的结果是可靠的。在此基础上对麦秸覆盖麦田的节水效应进行了分析，与不覆盖相比，可节水２７．６５％。     

变频调速技术在微喷灌中的应用

以实地试验资料为依据,分析变频调速技术对微喷灌均匀度的影响及其应用于微喷灌的节能效果。结果表明,变频调速技术对微喷灌均匀度具有明显的改善作用,对不同的工作情况,变频调速技术可将微喷灌均匀度由水泵工频运行时的79．5％、70％、63％提高到水泵变频运行后的82％,提高百分比分别为3．1％、17．1％与30．2％;依同时工作的喷头数不同,其节能效果为25．9％～41．7％。     

膜下滴灌条件下绿洲棉田土壤水分运动数值模拟

应用非饱和土壤水运动理论,建立膜下滴灌条件下土壤水分运动二维数值模拟模型,研究了田间层状土壤在膜下滴灌条件下土壤水分运动特征.应用不同小区不同灌水处理的实测值与模拟值进行对比,同时对模型做了精度分析,结果表明符合精度要求,这说明所建立的模型能客观地反映实际土壤条件下的水分运动情况.研究结果表明:土壤剖面30～40 cm粘土层使土壤水分运动具有很大的差异,0～30 cm变化明显,而40 cm以下土壤水分运动的变化较小. 膜下滴灌应该采取灌水量小,频度大的灌溉模式.     

小麦节水高产的土壤水分调控标准研究

简明阐述了小麦节水高产的土壤水分调控理论依据,系统研究了影响土壤水分调控标准的主要因素的相互作用与特点,总结提出了调控标准与范围以及农水措施相结合的栽培技术,小麦的水分利用效率达到１．６１ｋｇ／ｍ３,对指导当前节水农业实践具有现实意义     

基质配方和灌溉方式对生菜根系和产量的影响

为筛选高产的生菜栽培基质配方及配套灌溉方式,根据滴灌和微喷灌水分在基质中的分布特点,研究了4种有机基质和2种灌溉方式下生菜产量和根长密度分布状况,分析了在滴灌和微喷灌条件下生菜根长密度剖面相对分布的异同,提出了生菜根长密度垂向分布模型及生菜产量和根长密度的关系模型。结果表明:滴灌处理在12 cm以下基质层含水率明显高于上层基质,微喷灌处理基质水分主要集中在15 cm以上基质层且水分分布较均匀。复配基质栽培生菜的根长密度比纯醋糟基质高27%,且在剖面的垂直分布随深度增加而递减;微喷灌下生菜根系集中于表层(0~6 cm),占71%以上,较滴灌有上移现象。复配基质栽培生菜产量比纯醋糟基质高10%。灌溉方式对生菜产量影响具有季节性,春季滴灌的生菜产量比微喷灌高22%以上,夏季滴灌的生菜产量比微喷灌低11%。选用复配基质进行栽培,春、夏季分别采用滴灌和微喷灌的方式最有利于生菜高产和根系的生长。