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蓄水多坑土壤水分运动数值模拟与试验研究

周青云  
【摘要】:水是人类的生命线,是经济发展和社会进步的生命线,是实现可持续发展的基础。水资源状况和利用水平已经成为评价一个国家或地区能否持续发展的重要指标。我国是一个灌溉农业大国,水资源紧缺问题十分严重,但是由于经济欠发达,农田灌溉仍以传统的畦灌、沟灌等地面灌溉技术为主,水资源浪费现象还比较严重,因此,开展节水灌溉的研究势在必行。 蓄水坑灌法是一种将解决干旱问题和控制水土流失问题结合在一起的一种适合于山丘区果林灌溉的新方法。它的出现为节水型果林灌溉领域注入了新鲜血液,对我国节水型农业的发展有重大意义。本文旨在建立均质土三维土壤水分运动模型,通过室内试验研究分析土壤水分运动规律,为蓄水坑灌法的研究提供一定的理论基础。 本论文的主要研究内容如下: 1.测定土壤水分运动参数:测定土壤水分特征曲线并确定 太原理}人学硕卜研究产L学位论文 比水容量;测定扩散率;根据扩散率、导水率和比水容量止者 之间的关系确定导水率。 2.利用水平土柱研究了不同水头下的土壤水分入渗规律, 确定了不同水头下的土壤入渗率的大小,为建立蓄水多坑土壤 水分运动模型定义了边界条件。 3.建立一了蓄水多坑上壤水分运动模型,并用时间分裂法结 合GaueSS一Se记el迭代法对模型进行数值求解。利用蓄水多坑 土壤水分水分运动的试验装置进行室内的蓄水多坑灌水试验, 通过:射线仪装置测量含水率的分布状况,并观测湿润锋的推 进情况。将计算结果与实测结果进行对一比,可以看出两者有较 好的一致性。说明利用该数学模型研究蓄水坑灌条件下的土壤 水分运动状况是可行的。 4.利)lJ建立的数学模型计算土体内某一层而的土壤水分 分布状况,这有助于了解不同时刻土体内各点的含水率分布状 况和土体内的湿润锋推进情况。


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