地下滴灌土壤水分運動過程的數(shù)值解析與模擬.pdf

1、　　數(shù)值模擬是認(rèn)識地下滴灌條件下土壤水分運動規(guī)律的重要方法之一，其可為灌溉管網(wǎng)的設(shè)計和合理的灌溉制度的制定提供理論指導(dǎo)。本文在綜述了國內(nèi)外在土壤水分運動數(shù)值模擬及其軟件研制方面的研究進(jìn)展后發(fā)現(xiàn)，地下滴灌管邊界條件處理方法還不夠完善，現(xiàn)有土壤水分運動數(shù)值模擬軟件在土壤水分動力學(xué)參數(shù)輸入方面具有一定的限制和不足。這也是本文研究所要解決的主要問題。　　本文建立了適合地下滴灌條件下以壓力水頭為因變量的二維土壤水分運動數(shù)學(xué)模型。以壓力水頭為因變

2、量的數(shù)學(xué)模型可以模擬供水壓力和灌水器特性對灌溉效果的影響。本文同時著重論述了微孔管型滴灌管三類邊界條件的處理方法和計算方法，并詳細(xì)討論了求解控制方程的交替方向隱式差分(ADI)方法?！　≡诿鞔_數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，本文采用面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法和迭代增量式的開發(fā)過程分析、設(shè)計并采用面向?qū)ο蟮木幊陶Z言VisualC++.Net實現(xiàn)了地下滴灌條件下土壤水分運動數(shù)值模擬軟件系統(tǒng)(命名為WMTrace)。軟件經(jīng)過嚴(yán)格測試，運行可靠、操作方便。WMTr

3、ace支持土壤水分動力學(xué)參數(shù)數(shù)學(xué)表達(dá)式的動態(tài)創(chuàng)建，并允許輸入剖面含水量或土水勢分布數(shù)據(jù)作為模擬的初始條件?！　”疚囊晕⒖坠転楣嗨鞑?，設(shè)計了符合二維水流運動要求的地下滴灌室內(nèi)實驗。通過對比實驗結(jié)果與模擬結(jié)果，驗證了本文所建立的數(shù)學(xué)模型、邊界條件和求解方法具有較高的精度(相對誤差在7％以內(nèi))。在此基礎(chǔ)上，采用WMTrace對不同土壤初始條件和灌溉系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)下的土壤水分運動規(guī)律進(jìn)行了仿真研究，證明土壤初始含水率、灌水壓力和灌水器特性對灌