膜孔灌累积入渗量和湿润体运移量表征模型研究

发布时间：2021-04-07 15:25

　　为了揭示膜孔灌在自由入渗条件及交汇入渗条件下的水分入渗规律,本文在大量阅读国内外膜孔灌研究成果的基础上,采用数值模拟和试验验证相结合的研究方法,在非饱和土壤水动力学原理的基础上,利用HYDRUS-2D软件进行模拟,研究膜孔灌在自由入渗条件下及交汇入渗条件下土质类型、土壤初始含水率、膜孔直径、灌溉水头、膜孔间距等要素对于土壤水分运动特性的影响,在分析不同影响因素组合条件下膜孔灌入渗特性规律的前提下,建立了膜孔灌累积入渗量简化预测模型和湿润锋运移距离简化预测模型,从而为膜孔灌的田间实际推行提供一定的理论参考。得出以下主要研究成果:（1）通过分析不同质地土壤在不同灌水要素组合下的入渗规律,结果表明,当膜孔灌在自由入渗条件下,影响其累积入渗量的主导因素为土质类型、膜孔直径以及覆膜上方水深度;对其湿润锋运移距离影响较大的因素主要为土质类型和膜孔直径。当其发生交汇时,影响累积入渗量的主导要素为土质类型、膜孔间距以及膜孔直径,其余因素均有影响,但影响很小。（2）膜孔灌在自由入渗时,其累积入渗量的变化规律符合Philip模型,模拟结果表明:模拟参数吸渗率S与膜孔直径D的关系可用幂函数来表示,稳渗率A与... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 膜孔灌的特点
    1.3 膜孔灌研究进展
        1.3.1 膜孔灌影响因素研究进展
        1.3.2 膜孔灌湿润锋运移规律研究进展
        1.3.3 膜孔灌入渗模型研究进展
        1.3.4 数值模拟研究进展
    1.4 研究内容和技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
第2章 膜孔灌土壤水分运动数值模拟
    2.1 土壤水分运动参数的确定
    2.2 误差分析指标
    2.3 膜孔灌数学模型的建立
        2.3.1 基本方程
        2.3.2 试验方案及模型定解条件
        2.3.3 模型求解
第3章 膜孔灌自由入渗条件下累积入渗量预测模型建立与验证
    3.1 灌水技术参数对膜孔自由入渗量的影响
        3.1.1 土壤质地对自由入渗量的影响
        3.1.2 土壤初始含水率对自由入渗量的影响
        3.1.3 灌溉水深对自由入渗量的影响
        3.1.4 膜孔直径对自由入渗量的影响
    3.2 膜孔灌自由入渗累积入渗量预测模型建立
        3.2.1 膜孔灌自由入渗量模型参数确定
        3.2.2 膜孔灌自由入渗量简化预测模型确定
    3.3 膜孔灌自由入渗累积入渗量模型验证与评价
    3.4 小结
第4章 膜孔灌自由入渗湿润锋运移距离预测模型建立与验证
    4.1 不同影响因素对水平湿润锋运移距离的影响
        4.1.1 土壤质地
        4.1.2 土壤初始含水率
        4.1.3 灌溉水深
        4.1.4 膜孔直径
    4.2 不同影响因素对垂直湿润锋运移距离的影响
        4.2.1 土壤质地
        4.2.2 土壤初始含水率
        4.2.3 灌溉水深
        4.2.4 膜孔直径
    4.3 膜孔灌湿润锋运移距离预测模型建立
        4.3.1 水平方向湿润锋运移距离预测模型建立
        4.3.2 垂直向下方向湿润锋运移距离预测模型的建立
    4.4 膜孔灌湿润锋运移距离模型验证与评价
    4.5 小结
第5章 膜孔灌交汇入渗累积入渗量预测模型建立与验证
    5.1 灌水技术参数对膜孔交汇入渗量的影响
        5.1.1 土壤质地对交汇入渗量的影响
        5.1.2 灌溉水深对交汇入渗量的影响
        5.1.3 膜孔直径对交汇入渗量的影响
        5.1.4 膜孔间距对交汇入渗量的影响
    5.2 膜孔灌交汇入渗累积入渗量预测模型建立
        5.2.1 膜孔灌交汇入渗量模型参数确定
        5.2.2 膜孔灌交汇入渗量简化预测模型确定
    5.3 膜孔灌交汇入渗累积入渗量模型验证与评价
    5.4 小结
主要结论与展望
    1 主要结论
    2 不足与展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间公开发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]基于FlexPDE的膜孔灌土壤水分运动数值模拟[J]. 赵文刚,范严伟,刘晓群,石林,邢旭光,马孝义,宋雯.  干旱地区农业研究. 2019(04)
[3]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)
[4]竖直微润灌土壤水分运动数值模拟与验证[J]. 范严伟,赵彤,赵廷红.  水利水电科技进展. 2018(02)
[5]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)
[6]水平微润灌土壤水分运动数值模拟与验证[J]. 赵彤,范严伟,赵廷红.  灌溉排水学报. 2018(03)
[7]土壤容重对涌泉根灌土壤水氮运移特性的影响[J]. 费良军,刘显,王佳,曾健,杨扬.  农业机械学报. 2017(08)
[8]浑水膜孔灌单向交汇入渗特性试验研究[J]. 周文,曹琳,王锦辉.  排灌机械工程学报. 2017(07)
[9]浑水膜孔灌入渗影响因素[J]. 钟韵,费良军,傅渝亮,金世杰,王锦辉.  排灌机械工程学报. 2017(02)
[10]土壤初始含水率对浑水膜孔灌自由入渗特性影响[J]. 金世杰,费良军,傅渝亮,王锦辉,钟韵,陈琳.  水土保持学报. 2016(05)

博士论文
[1]膜孔入渗土壤水氮运移特性试验与数值模拟[D]. 董玉云.西安理工大学 2007

硕士论文
[1]浑水膜孔灌单点源入渗特性试验与数值模拟研究[D]. 钟韵.西安理工大学 2017
[2]浑水膜孔灌多点源交汇入渗规律及影响因素的试验研究[D]. 金世杰.西安理工大学 2017
[3]膜孔灌溉入渗特性的数值模拟研究[D]. 范严伟.西北农林科技大学 2008
[4]膜孔灌自由入渗氮素运移转化特性试验及数值模拟研究[D]. 穆红文.西安理工大学 2007
[5]膜孔灌溉交汇入渗特性及其影响因素研究[D]. 李发文.西安理工大学 2002
[6]膜孔灌溉入渗特性与技术要素试验研究[D]. 吴军虎.西安理工大学 2000



本文编号：3123739