精准滴灌农田排水过程数值模拟

发布时间：2024-10-02 21:40

　　 因精准滴灌农田土壤水分运动、再分布和时空稳定性有别于传统地面灌溉农田,造成排水过程和排水量也不相同,为了准确模拟精准滴灌农田排水过程,在监测土壤墒情指导滴灌灌溉条件下,根据农田土壤水分的分布特征,利用有限差分法建立基于Richards方程的精准滴灌农田排水过程系统模型,并通过滴灌农田排水过程田间观测,对系统模型进行识别验证。结果表明:在灌溉周期内,农田各点潜水水位随时间逐渐趋于稳定,潜水水位模拟值与实测值的绝对误差在-13～21 mm范围内,潜水水位模拟值与实测值吻合效果较好;在降雨后农田排水过程的模拟中,NO101、NO501和NO505观测孔潜水水位模拟值与实测值的绝对误差分别为-27～47 mm、-27～-76 mm和-27～-79 mm,潜水水位模拟值与实测值在时间和空间上变化趋势一致,两者差异较小,吻合较好;系统模型能较为真实地反映精准滴灌农田的排水过程,可为大面积应用滴灌技术的现代灌区排水系统规划设计和改造以及灌排信息化管理提供参考依据。

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【部分图文】：

图1程序设计流程图

方程，最后进行求解。具体计算流程见图1。图1程序设计流程图首先输入节点、步长、定解条件和参数等信息，形成饱和带和非饱和带水流矩阵方程。假设浅层地下水初始水头为h1，确定非饱和带垂向上的节点数，利用非饱和带求解矩阵求得非饱和带土壤含水率分布，再利用饱和－非饱和统一矩阵方程求得当前时....

图2所选地块及滴灌带布置示意图(单位:m)

2与h1收敛，说明h2为当前时刻水头值;若h2与h1不收敛，则将h2重新赋值给h1，重复上一步骤，不断迭代，直到h2与h1收敛为止，然后进行下一时刻的运算，直到运行结束。3模型验证3．1实测数据获取在天津静海建立了精准滴灌农田排水过程浅层地下水位的田间观测系统。所选区域为45m×....

图3所选地块地下水位观测孔布置示意图(单位:m)

/(cm－3·min－1)μ黏壤土0．0580．6360．00891．5770．00470．042注:θr为土壤残余含水率;θs为土壤饱和含水率;α为土壤进气值的倒数;n为形状系数;Ks为土壤饱和导水率;μ为土壤比储水系数。3．1．2观测孔布置在精准滴灌灌溉条件下，灌溉水分在整个....

图4冠层上20cm蒸发皿蒸发量随时间的变化

取日尺度上的作物实际蒸散发量。Liu等［21］通过在华北地区对冬小麦蒸散发量的研究发现作物冠层顶部蒸发皿的蒸发量与作物实际蒸散发量有良好的经验关系，两者的回归系数趋近于1，根据冠层顶部蒸发皿的蒸发量能够较为准确地估算冬小麦的日蒸散发量。在已有的实验条件下，本文采用该方法对作物实际....

本文编号：4006388