土壤初始含水率对膜孔灌湿润体特征的影响
发布时间：2021-10-30 07:55
为了研究膜孔灌中土壤初始含水率对湿润体特征及累积入渗量的影响,首先通过室内试验验证HYDRUS模拟西安粉壤土膜孔灌湿润体形状以及含水率分布的可靠性,然后基于HYDRUS模型模拟在不同初始含水率条件下膜孔灌湿润体的变化过程。结果表明:基于HYDRUS模型模拟的累积入渗量和湿润锋运移距离与室内试验结果的R2均接近1,标准偏差绝对值均小于10%,拟合良好,表明HYDRUS模型模拟入渗过程的可靠性。膜孔灌湿润锋形状可采用椭圆方程表示。当初始含水率较小（不大于0.1 cm3/cm3）时,湿润体半径的含水率分布可采用椭圆方程表示;从膜孔中心到湿润锋表面,随着初始含水率的增大,湿润体内的含水率梯度减小,湿润体半径的含水率分布曲线由椭圆曲线逐渐转变为平缓曲线。基于湿润体含水率分布规律建立了考虑初始含水率的累积入渗量模型,累积入渗量与湿润体半径的三次方呈正比,湿润体半径可表示为湿润锋水平运移距离和垂向运移距离的几何平均值;对于不同的膜孔半径（1～5cm）,模型计算累积入渗量与HYDRUS模拟值的R2为0.99,标准偏...
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(14)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
膜孔灌试验装置图
膜孔灌在直角坐标系中是三维入渗过程，但由于膜孔灌的入渗过程可看作是柱对称问题，因此在柱坐标系下可将膜孔灌简化为二维入渗问题处理。根据膜孔灌的入渗特点建立柱坐标系下的膜孔灌概念模型如图2所示。根据膜孔灌入渗的特点，建立膜孔灌的数学模型：
图3a为粉壤土试验的累积入渗量模拟值和试验实测值对比图，R2=0.99,RMSE和MAE分别为9.46和7.51 cm3，|PBIAS|=0.6%<10%，表明累积入渗量的模拟值与试验观测值吻合；图3b为湿润锋运移距离的模拟值和试验实测值对比情况，水平方向湿润锋运移距离的R2=0.99，接近于1,RMSE和MAE分别为0.29和0.16 cm，|PBIAS|=1.0%<10%，垂直方向湿润锋运移距离的R2=0.99，接近于1,RMSE和MAE分别为0.30和0.18 cm，|PBIAS|=0.8%<10%，表明使用HYDRUS模拟膜孔灌的入渗过程准确可靠，可用于模拟不同初始含水率条件下的膜孔灌入渗过程。2.2 湿润锋形状
【参考文献】：
期刊论文
[1]浑水含沙率对膜孔灌肥液入渗土壤水氮运移特性的影响[J]. 刘利华,费良军,陈琳,郝琨. 农业工程学报. 2020(02)
[2]西北干旱区内陆河流域公众的水资源感知及节水意向——以甘肃省河西走廊地区为例[J]. 王伟军,赵雪雁,张明军,李花,兰海霞,石育中. 中国人口·资源与环境. 2019(11)
[3]基于Green-Ampt的膜孔灌三维入渗模型建立与验证[J]. 费良军,康守旋,聂卫波,钟韵,姜瑞瑞,陈琳. 农业工程学报. 2019(20)
[4]西北内陆区水资源安全保障技术集成与应用[J]. 冯起,龙爱华,王宁练,钟德钰,薛联青,李福生,席海洋,温小虎,司建华. 人民黄河. 2019(10)
[5]农业高效节水灌溉模式选择研究进展[J]. 张亮,周薇,李道西. 排灌机械工程学报. 2019(05)
[6]膜孔灌溉下土壤入渗特征的多因素分析[J]. 钟韵,费良军,刘乐,陈琳. 水科学进展. 2018(04)
[7]水平微润灌湿润体HYDRUS-2D模拟及其影响因素分析[J]. 范严伟,赵彤,白贵林,刘文光. 农业工程学报. 2018(04)
[8]土壤容重对浑水膜孔灌单点源自由入渗特性的影响[J]. 钟韵,费良军,傅渝亮,金世杰,王锦辉. 水土保持学报. 2016(02)
[9]泥沙粒度组成对浑水膜孔灌单向交汇入渗特性的影响[J]. 费良军,王锦辉. 农业机械学报. 2016(04)
[10]不同膜孔直径的浑水膜孔灌自由入渗特性研究[J]. 费良军,王锦辉,金世杰. 农业机械学报. 2016(02)
本文编号：3466369
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(14)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
膜孔灌试验装置图
膜孔灌在直角坐标系中是三维入渗过程，但由于膜孔灌的入渗过程可看作是柱对称问题，因此在柱坐标系下可将膜孔灌简化为二维入渗问题处理。根据膜孔灌的入渗特点建立柱坐标系下的膜孔灌概念模型如图2所示。根据膜孔灌入渗的特点，建立膜孔灌的数学模型：
图3a为粉壤土试验的累积入渗量模拟值和试验实测值对比图，R2=0.99,RMSE和MAE分别为9.46和7.51 cm3，|PBIAS|=0.6%<10%，表明累积入渗量的模拟值与试验观测值吻合；图3b为湿润锋运移距离的模拟值和试验实测值对比情况，水平方向湿润锋运移距离的R2=0.99，接近于1,RMSE和MAE分别为0.29和0.16 cm，|PBIAS|=1.0%<10%，垂直方向湿润锋运移距离的R2=0.99，接近于1,RMSE和MAE分别为0.30和0.18 cm，|PBIAS|=0.8%<10%，表明使用HYDRUS模拟膜孔灌的入渗过程准确可靠，可用于模拟不同初始含水率条件下的膜孔灌入渗过程。2.2 湿润锋形状
【参考文献】：
期刊论文
[1]浑水含沙率对膜孔灌肥液入渗土壤水氮运移特性的影响[J]. 刘利华,费良军,陈琳,郝琨. 农业工程学报. 2020(02)
[2]西北干旱区内陆河流域公众的水资源感知及节水意向——以甘肃省河西走廊地区为例[J]. 王伟军,赵雪雁,张明军,李花,兰海霞,石育中. 中国人口·资源与环境. 2019(11)
[3]基于Green-Ampt的膜孔灌三维入渗模型建立与验证[J]. 费良军,康守旋,聂卫波,钟韵,姜瑞瑞,陈琳. 农业工程学报. 2019(20)
[4]西北内陆区水资源安全保障技术集成与应用[J]. 冯起,龙爱华,王宁练,钟德钰,薛联青,李福生,席海洋,温小虎,司建华. 人民黄河. 2019(10)
[5]农业高效节水灌溉模式选择研究进展[J]. 张亮,周薇,李道西. 排灌机械工程学报. 2019(05)
[6]膜孔灌溉下土壤入渗特征的多因素分析[J]. 钟韵,费良军,刘乐,陈琳. 水科学进展. 2018(04)
[7]水平微润灌湿润体HYDRUS-2D模拟及其影响因素分析[J]. 范严伟,赵彤,白贵林,刘文光. 农业工程学报. 2018(04)
[8]土壤容重对浑水膜孔灌单点源自由入渗特性的影响[J]. 钟韵,费良军,傅渝亮,金世杰,王锦辉. 水土保持学报. 2016(02)
[9]泥沙粒度组成对浑水膜孔灌单向交汇入渗特性的影响[J]. 费良军,王锦辉. 农业机械学报. 2016(04)
[10]不同膜孔直径的浑水膜孔灌自由入渗特性研究[J]. 费良军,王锦辉,金世杰. 农业机械学报. 2016(02)
本文编号：3466369
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