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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
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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
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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
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为探究降水条件下水分与溶质在地表和土壤中的运动规律，分别采用二维扩散波方程和传统的三维Richards方程描述地面径流和土壤水分运动，选用双层结点法对两者进行耦合，根据达西定律和地表与土壤水中的溶质浓度，计算地面径流和土壤水分的溶质交换量，从而构建地表水土壤水运动与溶质运移全耦合数值模型。选取已发表文献中的物理模型实验进行数值模拟，算例1和算例2中地表径流数值模拟结果和模型实验结果的平均相对误差分别小于14.8%和21.5%，均方根误差分别小于0.147 cm2/s和0.833 cm2/s；算例2中径流硝态氮浓度的数值模拟结果和模型实验结果的平均相对误差小于24.7%，均方根误差小于1.334 mg/L。物理实验和数值模拟所得地表径流量和溶质浓度数据的对比分析验证了模型的合理性和准确度。研究结果可为地表水土壤水水分运动与溶质运移耦合分析提供理论支持。 相似文献
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以我国大型圩区为研究对象,开发出一通用的地下水溶质运移随机模拟数学模型,用以模拟圩区地下水中污染物运移与累积情况。分析了大气降水、地表蒸发等随机变量的模拟预测方法,应用随机理论及时间序列理论对上述动态因素进行动态模拟,建立了不同边界条件的圩区地下溶质运移随机模拟模型。应用MODFLOW软件进行数值分析,给出特征点处地下水中总氮浓度随时间的变化规律,并提出现状封闭率条件下的适宜水面率及年排污最大量。结果表明,地下水总氮含量模拟值与实测值最大相对误差11.67%。 相似文献
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温室滴灌条件屡素转化、运移规律研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
对国内外滴灌条件下水分、溶质（养分）运移规律研究的历史和现状进行了综合分析，随着滴灌施肥技术在田间的广泛应用，滴灌条件下氮素的转化和运移规律方面的研究开展有较少，就建立滴灌条件下氮转化、运移数值模拟模型应注意的问题提出了看法。 相似文献
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传统畦灌模型多是基于非恒定渐变流方程建立的,在模拟变流量畦灌水流运动时的精度难以保障。本文综合分析了变流量畦灌过程中田面水流的运动状况,将其按照边界条件的不同划分为恒定流量进水阶段、变流量进水阶段、畦首消退阶段、田面消退第1阶段、田面消退第2阶段等5个阶段,基于非恒定渐变流方程和非恒定急变流方程构建了适用于变流量畦灌系统的渐变流-急变流数值模型,通过2组恒定流量畦灌、4组变流量畦灌的田间试验以及2组文献资料中的畦灌试验数据对模型进行了验证。结果表明,渐变流-急变流畦灌模型模拟值与现场实测结果吻合较好,模拟推进时间决定系数R2均大于0.96、模拟消退时间R2大于0.90。与目前常用的WinSRFR模型相比,渐变流-急变流畦灌数值模型在模拟恒定流量畦灌方面具有相似的精度,且在模拟变流量畦灌方面精度更高。渐变流-急变流畦灌模型可以较精准地模拟变流量畦灌的水流运动状况,可为分析变流量畦灌系统、优化变流量畦灌方案提供支撑。 相似文献
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基于FEFLOW的浅层地下水水环境演化模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
以曲阜市山前冲洪积平原为例,运用地下水数值模拟软件FEFLOW,结合近30年的观测资料,建立地下水流和溶质运移耦合数值模型。运用识别后的模型对研究区的地下水系统演化规律进行研究与分析。研究表明：近30年来,研究区内地下水水位年均下降0.2m,硝酸盐浓度年均增长1.05mg/l,具有明显的规律性;研究区地下水流与溶质运移两者之间有着密切的联系,人类活动是造成地下水环境负效应的主要因素。应加强对地下水资源的科学调度管理及控制污水排放,防止地下水环境的进一步恶化。 相似文献
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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
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Simulation of 1D surface and 2D subsurface water flow and nitrate transport in alternate and conventional furrow fertigation 总被引：3，自引：0，他引：3
Hamed Ebrahimian Abdolmajid Liaghat Masoud Parsinejad Enrique Playán Fariborz Abbasi Maryam Navabian 《Irrigation Science》2013,31(3):301-316
Increasing water and fertilizer productivity stands as a relevant challenge for sustainable agriculture. Alternate furrow irrigation and surface fertigation have long been identified as water and fertilizer conserving techniques in agricultural lands. The objective of this study was to simulate water flow and fertilizer transport in the soil surface and in the soil profile for variable and fixed alternate furrow fertigation and for conventional furrow fertigation. An experimental data set was used to calibrate and validate two simulation models: a 1D surface fertigation model and the 2D subsurface water and solute transfer model HYDRUS-2D. Both models were combined to simulate the fertigation process in furrow irrigation. The surface fertigation model could successfully simulate runoff discharge and nitrate concentration for all irrigation treatments. Six soil hydraulic and solute transport parameters were inversely estimated using the Levenberg–Marquardt optimization technique. The outcome of this process calibrated HYDRUS-2D to the observed field data. HYDRUS-2D was run in validation mode, simulating water content and nitrate concentration in the soil profiles of the wet furrows, ridges and dry furrows at the upstream, middle and downstream parts of the experimental field. This model produced adequate agreement between measured and predicted soil water content and nitrate concentration. The combined model stands as a valuable tool to better design and manage fertigation in alternate and conventional furrow irrigation. 相似文献
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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
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《灌溉排水学报》2019,(Z1)
水肥耦合是当前我国农业灌溉施肥技术发展的趋势,近年来与高效节水灌溉技术结合发展迅速,然而,畦灌水肥耦合技术的研究相对落后,无法满足我国当前和近期相当长一段时期内的农业节水节肥发展需求。【目的】要探索地面灌溉水肥一体化节水节肥适宜参数。【方法】以河南轻质土壤为例,开展了畦灌水肥耦合试验研究,探索畦灌随水施肥模式下的节水节肥和灌水施肥质量控制的适宜参数。【结果】对于畦灌,50 m以内的畦长可获得较好的灌水质量,间隔灌溉方式灌水质量最好,从不冲不淤以及灌水质量综合考虑,入畦单宽流量宜小于1.98 L/(m·s),畦长小于35 m时,间隔加肥下,N和K的施肥均匀度均在80%以上,N和K的储肥率均在85%以上,连续加肥下,N和K的施肥均匀度分别在80%、45%以上,N和K的储肥率均在80%以上。【结论】从灌水施肥综合效果来看,轻质壤土畦灌的畦长不宜大于35 m,入畦单宽流量控制在1.98 L/(m·s)左右,施肥方式宜采取间隔加肥方式。 相似文献
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W. W. Wallender K. K. Tanji B. Clark R. W. Hill E. C. Stegman J. R. Gilley J. M. Lord R. R. Robinson 《Irrigation and Drainage Systems》2007,21(2):79-95
Unlike annual crops where reclamation leaching of salts can be readily conducted between cropping, leaching of salts in permanent
crops that are drip irrigated pose challenges. A need exists to formulate and test a management-type of salinity model for
drip irrigation of table grapes. The model reported herein predicts the distribution of salts along the vine row and between
the rows during the growing season, as affected by reactivity of salts of the applied irrigation water as well as rate and
duration of drip application. The calibrated model reproduced the initial field salinity profiles after repeated irrigation
cycles by adjusting only the routing factor α which is the ratio of horizontal to vertical water flow. After eight cycles the profiles stabilized and the calibrated horizontal
to vertical flow routing ratio was 0.6. There is remarkable agreement between measured and simulated salinity. Corresponding
soil moisture profiles show the expected high water content with depth at the emitter, the decrease in surface water content
with radial distance and the increase with depth, at the distal end of the wedge. Although the model is location specific
it can be applied knowing soil, initial and boundary conditions, as well as irrigation application quantity and quality and
as such can be applied location by location in order to assess flow and quality of deep percolation recharging the groundwater
system. With this capacity the model can predict soil water quantity and quality outcomes for possible land and water management
scenarios. 相似文献