垂直线源灌土壤入渗模拟及其预测模型研究
发布时间：2024-02-14 14:36
中国西部地区拥有丰富的土地资源和充足的光照条件,是发展林果业的理想区域。垂直线源灌是一种适用于深根系植物的灌水方法,作为新发展的灌水技术,垂直线源灌的设计和管理尚缺乏完整的理论基础,需要系统开展垂直线源灌土壤入渗特性和湿润体特性研究,以实现深根系植物水分高效利用理论的创新。本文以垂直线源灌为研究对象,采用模拟分析和试验验证相结合的方法,探究2种(充分和非充分)供水方式下土壤入渗特性和湿润体特性,寻求其主导影响因素,提出计算累积入渗量和湿润锋运移距离的简化预测模型并进行验证。初步结果如下:(1)通过室内试验,对垂直微润灌微润管出流特性进行研究,基于达西定律,建立了包含水压力、土压力和水吸力的微润管比流量计算式。基于Richards方程,分别建立了2种供水方式下垂直线源灌土壤水分运动数学模型,利用HYDRUS-2 D软件进行求解。选取累积入渗量、湿润距离及灌水结束时湿润体水分分布等数据进行验证,模拟值与实测值的MAE和RMSE接近0,PBIAS<±10,NSE≥0.946。证明利用HYDRUS-2 D模拟垂直线源灌土壤水分运动是可行的,所建数学模型及其求解方法是可靠的。(2)利用HY...
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 垂直线源灌的特点
1.3 垂直线源灌的研究进展
1.4 节水灌溉HYDRUS模拟研究进展
1.5 需要研究的主要问题
1.6 研究内容和技术路线
1.6.1 研究内容
1.6.2 技术路线
第二章 垂直线源灌HYDRUS模拟与验证
2.1 土壤水动力学参数确定
2.2.1 供试土样
2.2.2 土壤vanGenuchten-Mualem模型参数
2.2 统计分析指标
2.3 充分供水垂直线源灌HYDRUS模拟与验证
2.3.1 充分供水垂直线源灌数学模型建立
2.3.2 充分供水垂直线源灌试验设计
2.3.3 充分供水垂直线源灌模拟与验证
2.4 垂直微润灌HYDRUS模拟与验证
2.4.1 垂直微润灌数学模型建立
2.4.2 垂直微润灌试验设计
2.4.3 垂直微润灌模拟与验证
2.5 小结
第三章 不同影响因素下垂直线源入渗过程模拟分析
3.1 充分供水垂直线源入渗模拟及其影响因素分析
3.1.1 灌水要素对充分供水垂直线源灌入渗率的影响
3.1.2 灌水要素对充分供水垂直线源灌入渗量的影响
3.1.3 灌水要素对充分供水垂直线源灌湿润体动态变化的影响
3.1.4 灌水要素对充分供水垂直线源灌土壤水分分布的影响
3.2 垂直微润灌入渗模拟及影响因素分析
3.2.1 灌水要素对垂直微润灌湿润体动态变化的影响
3.2.2 灌水要素对垂直微润灌土壤水分分布的影响
3.3 小结
第四章 充分供水垂直线源灌简化入渗模型建立与验证
4.1 充分供水垂直线源灌Philip入渗模型参数确定
4.1.1 吸渗率S确定
4.1.2 稳渗率A确定
4.2 充分供水垂直线源灌简化入渗模型
4.3 试验验证与模型评价
4.4 小结
第五章 充分供水垂直线源灌湿润锋距离预测模型建立与验证
5.1 充分供水垂直线源灌湿润锋距离影响因素分析
5.1.1 土壤质地
5.1.2 土壤初始含水率
5.1.3 线源长度
5.1.4 线源直径
5.1.5 线源埋深
5.2 充分供水垂直线源灌湿润锋距离模型参数确定
5.3 试验验证与模型评价
5.4 小结
第六章 垂直微润灌湿润锋距离预测模型建立与验证
6.1 垂直微润灌湿润锋距离影响因素分析
6.1.1 土壤质地
6.1.2 土壤初始含水率
6.1.3 线源长度
6.1.4 压力水头
6.1.5 线源埋深
6.2 垂直微润灌湿润锋距离模型参数确定
6.3 试验验证与模型评价
6.4 小结
第七章 主要结论与展望
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 讨论与展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
本文编号：3898196
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 垂直线源灌的特点
1.3 垂直线源灌的研究进展
1.4 节水灌溉HYDRUS模拟研究进展
1.5 需要研究的主要问题
1.6 研究内容和技术路线
1.6.1 研究内容
1.6.2 技术路线
第二章 垂直线源灌HYDRUS模拟与验证
2.1 土壤水动力学参数确定
2.2.1 供试土样
2.2.2 土壤vanGenuchten-Mualem模型参数
2.2 统计分析指标
2.3 充分供水垂直线源灌HYDRUS模拟与验证
2.3.1 充分供水垂直线源灌数学模型建立
2.3.2 充分供水垂直线源灌试验设计
2.3.3 充分供水垂直线源灌模拟与验证
2.4 垂直微润灌HYDRUS模拟与验证
2.4.1 垂直微润灌数学模型建立
2.4.2 垂直微润灌试验设计
2.4.3 垂直微润灌模拟与验证
2.5 小结
第三章 不同影响因素下垂直线源入渗过程模拟分析
3.1 充分供水垂直线源入渗模拟及其影响因素分析
3.1.1 灌水要素对充分供水垂直线源灌入渗率的影响
3.1.2 灌水要素对充分供水垂直线源灌入渗量的影响
3.1.3 灌水要素对充分供水垂直线源灌湿润体动态变化的影响
3.1.4 灌水要素对充分供水垂直线源灌土壤水分分布的影响
3.2 垂直微润灌入渗模拟及影响因素分析
3.2.1 灌水要素对垂直微润灌湿润体动态变化的影响
3.2.2 灌水要素对垂直微润灌土壤水分分布的影响
3.3 小结
第四章 充分供水垂直线源灌简化入渗模型建立与验证
4.1 充分供水垂直线源灌Philip入渗模型参数确定
4.1.1 吸渗率S确定
4.1.2 稳渗率A确定
4.2 充分供水垂直线源灌简化入渗模型
4.3 试验验证与模型评价
4.4 小结
第五章 充分供水垂直线源灌湿润锋距离预测模型建立与验证
5.1 充分供水垂直线源灌湿润锋距离影响因素分析
5.1.1 土壤质地
5.1.2 土壤初始含水率
5.1.3 线源长度
5.1.4 线源直径
5.1.5 线源埋深
5.2 充分供水垂直线源灌湿润锋距离模型参数确定
5.3 试验验证与模型评价
5.4 小结
第六章 垂直微润灌湿润锋距离预测模型建立与验证
6.1 垂直微润灌湿润锋距离影响因素分析
6.1.1 土壤质地
6.1.2 土壤初始含水率
6.1.3 线源长度
6.1.4 压力水头
6.1.5 线源埋深
6.2 垂直微润灌湿润锋距离模型参数确定
6.3 试验验证与模型评价
6.4 小结
第七章 主要结论与展望
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 讨论与展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢
本文编号：3898196
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