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1.
王智 《中国农村水利水电》1987,(1)
前言畦灌水流运动在水力学上属于非恒定,非均匀、透水性底面上明渠水流的一种特殊情况,水流的运动同时受入畦流量、土壤渗吸速度、地面坡度、地面糙率及作物耕作状况等许多因素的影响。以往的计算模型(包括流体动力学模型、零位惯性模型、运动波模型)难以求解,而且精度并不高,实际应用受到限制。本文将推出新的水量平衡模型,并据此提出供实际应用的畦长公式。一、畦灌水流推进过程 相似文献
2.
为确定满足畦灌技术约束下的冬小麦最小灌水定额,采用地面灌溉水流运动模拟模型SISM,结合华北地区畦灌现状,考虑畦田长度、坡度、田面标准差、微地形空间分布差异及入畦单宽流量等要素,设计53.088种畦灌技术要素组合,以地面灌溉水流覆盖整个田块和最小灌水深度Zmin>0为控制条件,对不同技术要素组合下的灌水过程进行模拟,分析畦灌技术要素和灌水性能指标值的对应关系,结合畦灌数值模拟试验结果,提出3种代表性畦田长度（50、100、150 m）下田面标准差、坡度、入畦单宽流量等畦灌要素的建议范围。在不考虑畦田布置优化方案的条件下,3种代表性畦长畦灌最小灌水定额不宜低于84、117、148 mm;在地面灌溉技术及畦田布置方案优化的条件下,3种代表性畦长畦灌最小灌水定额不宜低于71、75、79 mm。 相似文献
3.
基于二维畦灌全水动力学模型模拟的地表水深及畦面任意点垂向均布的流速场,通过把湍流垂向流速分布律由标量推广为矢量形式,并结合不可压缩流体力学连续性方程,构造了沿二维畦面及垂向非均布的三维流速场;利用能够描述二维畦面及垂向三个维度的溶质浓度场非均布变化特征的对流-扩散方程,描述传统撒施下的二维畦灌地表溶质运移过程,采用构造的三维流速场,基于湍流近壁模型构造了溶质扩散系数,从而构建了肥料撒施畦灌地表水流溶质运移控制方程;借助于畦灌地表水流模型中的薄水层假设,构建畦面溶质浓度初始条件,并采用一级动力学方程和任意点的固态溶质总量守恒特征,构建了撒施的肥料溶解与输运过程边界条件,从而构建起撒施肥料下的二维畦灌地表水流溶质运移模拟模型. 相似文献
4.
自动调控畦灌是提高灌水质量、减少劳动力需求的重要措施。为探究自动调控畦灌系统如何合理选取调控要素,通过畦灌观测试验获取畦田自然参数,结合WinSRFR模型模拟畦灌过程,分析自动调控畦灌系统中停水距离、停水时间和入畦流量对水流运动过程和土壤水分入渗分布的影响规律。结果表明,停水距离和停水时间在田面水流推进过程、消退过程、土壤水分入渗分布以及灌水质量等方面的调节效果相似。对于100 m畦长的典型试验畦田,七成改水、七五改水、八成改水、八五改水、九成改水的调控效果分别对应灌水量70、80、90、100、110 mm。停水时机对畦田后段的水流推进、消退过程影响较大,而对畦田前段的水流推进、消退过程影响较小,不同改水成数或灌水量并不能显著改变畦田前段的土壤水分入渗分布。调控流量较停水距离和停水时间可以更有效地调控畦田前段的灌水效率和灌水均匀度。因此在优先考虑经济性的自动调控畦灌系统中推荐调控灌水量,而在追求精准调控的自动调控畦灌系统中推荐调控流量。 相似文献
5.
基于撒施施肥方式下畦灌试验数据,从传统平均相对误差和马尔科夫随机过程两个角度,对二维撒施畦灌地表水流溶质运移模型进行了验证．基于传统平均相对误差的结果表明,模型模拟的水流推进与消退的平均相对误差分剐为4．98％和9．37％,水量平衡误差为0．28％,模拟各测点的溶质质量浓度变化过程平均相对误差为8．64％-14．22％,溶质平衡误差O．58％,构建的模型不仅具有较好的模拟二维撒施畦灌地表水流运动和溶质质量浓度变化过程的能力,还具备较佳的水量与溶质质量守恒性．基于马尔科夫随机过程的计算结果表明,地形项的随机性对模拟效果的影响为88．68％-96．21％,而畦面土壤物理属性等模型未能考虑因素的随机性对各测点溶质质量浓度变化的影响为3．79％-11．32％,因此仅考虑畦面微地形分布随机性的模型,具备优良的二维撒施畦灌地表水流和溶质运移过程的模拟性能．构建的模型为评价撒施施肥方式下的畦灌施肥系统性能,提供了合理完备的实用性数值模拟工具． 相似文献
6.
模拟撒施肥料下的一维畦灌地表水流与溶质运移过程可为采用先进的畦灌液体施肥方式提供对比依据。该文基于湍流理论垂向流速线性与对数分布规律及不可压缩流体力学连续方程,构造沿畦长及任意垂向断面的非均布流速场和溶质浓度场,建立起撒施肥料下的一维畦灌地表水流与溶质运移模型,并利用典型畦灌施肥试验结果,检验该模型的模拟效果。结果表明,建立的模型不仅具有在撒施肥料状况下较好模拟地表水流运动和溶质浓度时间变化过程的能力,还具备较佳的水量和溶质质量守恒性,从而为评价撒施肥料下的畦灌施肥系统性能及与其它施肥方式下的畦灌施肥系统性能对比,提供了实用的数值模拟工具。 相似文献
7.
关中西部畦灌优化灌水技术要素组合的初步研究 总被引：12，自引：3，他引：9
在杨凌区砂壤土、中壤土的冬小麦和果树地,进行了畦田规格和灌水技术要素对水流推进和消退过程、灌水效率与灌水均匀度影响的田间试验,利用地面灌溉水流运动数学模型对畦灌条件下的最佳灌水技术要素组合进行了模拟和分析。结果表明,零惯量模型可以很好的模拟畦灌灌水过程中水流运动规律;畦田规格和灌水技术要素对灌水效率和灌水均匀度具有明显影响,对所研究的砂壤土冬小麦地在1‰、3‰田面坡度条件下,单宽流量以7L/(s·m)为宜,最大畦长应分别以40m、90m;对中壤土果树地1‰、3‰、5‰坡度条件下的畦长和单宽流量组合为分别以50m和6.0L/(s·m)、90m和6.0L/(s·m)、90m和5.0L/(s·m)左右为宜。同时为达到较高的灌水效率和灌水均匀度,畦田坡度不宜过大。 相似文献
8.
基于撒施施肥方式下畦灌试验数据,从传统平均相对误差和马尔科夫随机过程两个角度,对二维撒施畦灌地表水流溶质运移模型进行了验证．基于传统平均相对误差的结果表明,模型模拟的水流推进与消退的平均相对误差分别为498％和937％,水量平衡误差为028％,模拟各测点的溶质质量浓度变化过程平均相对误差为864%～1422％,溶质平衡误差058％,构建的模型不仅具有较好的模拟二维撒施畦灌地表水流运动和溶质质量浓度变化过程的能力,还具备较佳的水量与溶质质量守恒性．基于马尔科夫随机过程的计算结果表明,地形项的随机性对模拟效果的影响为8868％～9621％,而畦面土壤物理属性等模型未能考虑因素的随机性对各测点溶质质量浓度变化的影响为379％～1132％,因此仅考虑畦面微地形分布随机性的模型,具备优良的二维撒施畦灌地表水流和溶质运移过程的模拟性能．构建的模型为评价撒施施肥方式下的畦灌施肥系统性能,提供了合理完备的实用性数值模拟工具． 相似文献
9.
考虑初始含水率沿程不均匀分布的畦灌技术要素调控 总被引：1，自引：0，他引：1
畦田土壤初始含水率是影响灌水质量的重要因素之一,由降雨产流导致的畦田土壤含水率沿程不均匀分布是华北平原农田常见的现象。为探究土壤初始含水率空间变异性对畦灌水流运动以及灌水质量的影响,本文开展一维土柱入渗试验与二维土槽灌溉试验,结合WinSRFR地面灌溉模拟模型,优化求解初始含水率沿程不均匀条件下的畦灌技术要素。结果表明：畦田土壤初始含水率沿程增幅越大,畦灌田面水流推进速度越快,田面水流消退速度越慢;相较于初始含水率均匀分布,畦田土壤初始含水率沿程不均匀分布条件下,灌水效率和灌水均匀度有所下降,储水效率无明显变化;当畦田土壤初始含水率沿程增加时,灌水效率和储水效率受畦田长度、入畦单宽流量及改水成数的影响,而灌后土壤水分均匀度仅受畦田长度和单宽流量的影响;当畦田土壤初始含水率沿程由0.189 0 m3/m3均匀增大至0.464 3 m3/m3时,畦田长度L为85 m、改水成数G为6、单宽流量q为7.0 L/(m·s)时可取得最优灌水质量。本研究结果可为降雨产流带来的畦田土壤初始含水率不均匀条件下的灌水技... 相似文献
10.
干旱区夏玉米畦灌灌水技术参数试验研究 总被引：2，自引：2，他引：0
为了合理优化河西干旱区夏玉米畦灌灌水技术参数,通过对畦灌不同畦长、畦宽、单宽流量及田面坡度等要素组合下进行灌水试验,分析了其灌水质量评价指标。结果表明,处理4(畦长50 m、畦宽2.5 m、单宽流量3.5 L/(s·m)及田面坡度1.3‰)灌水均匀度为0.87,储水率为0.92,灌溉水利用效率为0.95,除灌水均匀度外其余2指标均较好。结合处理1(畦长30 m、畦宽1.5 m、单宽流量6.5 L/(s·m)及田面坡度1.5‰)、处理2(畦长30 m、畦宽2.5 m、单宽流量3.5 L/(s·m)及田面坡度1.3‰)的评价结果,说明当畦田长度控制在30~50 m范围内,入畦流量为3.5 L/(s·m)、畦宽为2.5 m、田面坡度为1.3‰时,各种灌水质量评价指标均较高。 相似文献
11.
畦田水流特性及灌水质量的分析 总被引：6，自引：0，他引：6
在陕西杨凌区的冬小麦及果树地进行了畦田规格和灌水技术要素对水流推进和消退过程、灌水效率及灌水均匀系数影响的田间试验，结果表明，文中给出的地面灌溉模型可较好地模拟畦田水流运动。根据灌水前、后土壤体积含水量计算了入渗水深均匀系数。结果表明，入渗水深均匀系数随畦宽的变化趋势与灌水效率相同，但可以达到0.75以上。对地面灌溉来说，高均匀系数并不一定意味着高灌水效率(田间水利用系数)。 相似文献
12.
回归水模拟的系统动力学模型 总被引：8，自引：1，他引：7
以水量平衡原理为基础,运用系统动力学方法,并以Vensim软件包为工具,建立了稻田田间尺度水平衡转化过程的模拟模型,同时将此模型应用于稻田回归水量的模拟分析。通过对漳河灌区稻田田间尺度水量平衡转化过程的检验表明,模拟的地表出流过程与实测值吻合;模拟的田面水位的涨落趋势也与实测过程一致,田间水位动态模拟峰值最大误差为10%;模型能反映稻田水量平衡转化过程。对田间尺度回归水量的动态模拟表明:地表回归水与来水量的变化趋势一致,地下回归水变化比较平稳,逐日回归水量动态变化随着来水量的增加表现出增加的趋势,同样累积回归水量随累积来水量的增加而增加。 相似文献
13.
畦田灌溉水流演进计算简化模型研 总被引：3，自引：0，他引：3
在对水量平衡模型进行修改的基础上，结合零惯量运动方程，以水量平衡方程为基础，对畦灌水流演进模型的结构进行了研究。应用无因次系统模型，求得了模型的显式和隐式解。该模型可以用来计算畦灌水流演进距离。对山东省陈垓引黄灌区畦灌水流演进计算结果表明，该模型比以往使用的模型简单，计算精度与较复杂的零惯量模型的计算精度相当。模型计算不需编程，可以用手算完成全部计算过程，解决了传统的水量平衡模型无法解决的问题。 相似文献
14.
本文利用大量田间涌流畦灌灌水试验资料，分析了涌流畦灌的特点和田面水流运动的全过程，指出了水流推进过程和消退过程的特性，这一研究成果为进一步研究涌灌理论与技术奠定了基础。 相似文献
15.
《Journal of Agricultural Engineering Research》1993,54(2):127-139
The first paper in this two part paper provided details of six border irrigation models, namely Jobling-Turner, Strelkoff, Walker, Jaynes, Schmitz and Ross, field experiments and the procedure for evaluating the models as well as their performance for predicting advance and recession characteristics. In this paper, depending on their output details, some or all of these models are further examined for infiltration and runoff predictions, computational time and volume balance error. Also, the Strelkoff and Ross models are examined for the discharge-depth equation as an alternative to the Manning equation for describing overland flow in surface irrigation. Considering the overall accuracy of the model predictions, output details and user-friendliness, the Strelkoff model is concluded to be the most satisfactory for the field conditions of south-east Australia. 相似文献
16.
Commercial performance evaluations of surface irrigation are commonly conducted using infiltration functions obtained at a
single inflow rate. However, evaluations of alternative irrigation management (e.g. flow rate, cut-off strategy) and design
(e.g. field length) options using simulation models often rely on this single measured infiltration function, raising concerns
over the accuracy of the predicted performance improvements. Measured field data obtained from 12 combinations of inflow rate
and slope over two irrigations were used to investigate the accuracy of simulated surface irrigation performance due to changes
in the infiltration. Substantial errors in performance prediction were identified due to (a) infiltration differences at various
inflow rates and slopes and (b) the method of specifying the irrigation cut-off. Where the irrigation cut-off at various inflow
rates was specified as a fixed time identified from simulations using the infiltration measured at a single inflow rate, then
the predicted application efficiency was generally well correlated with the application efficiency measured under field conditions
at the various inflow rates. However, the predictions of distribution uniformity (DU) were poor. Conversely, specifying the
irrigation cut-off as a function of water advance distance resulted in adequate predictions of DU but poor predictions of
application efficiency. Adjusting the infiltration function for the change in wetted perimeter at different inflow rates improved
the accuracy of the performance predictions and substantially reduced the error in performance prediction associated with
the cut-off recommendation strategy. 相似文献