棉田滴灌土壤水分运动规律与数值模拟研究

摘要

本文在系统总结国内外有关滴灌的各种数学模型和实验的基础上，对棉田滴灌情况下的水分运移规律进行了实验和数值模拟研究。采用田间实测数据验证，明确滴灌条件下土壤水分运动特征，探寻干旱区农田的棉花节水灌溉制度以及提高水分利用效率的有效途径。 根据实验结果对滴灌情况下的水分在土壤中的运移和分布规律进行了分析总结，而到了一系列滴灌情况下水分运移和分布规律，讨论了滴头流量、灌水量、肥液浓度对土壤水分分布的影响.结果表明，滴头流量大小对滴灌湿润体的形状有显著的影响，肥液浓度水平的改变对水分运移的影响不大。确定了研究地区适宜的节水灌溉制度为小滴头流量、高频率的灌溉方式。 应用土壤转换函数理论和有限元法，通过RETC软件由土壤的机械组成和容重两个基本物理性质指标推导土壤水动力学参数：通过HYDRUS软件对不同滴头流量下的土壤水分运动进行数值模拟：对土壤水分运动的数值模拟结果进行实测验证；并预测了湿润锋的发展。结果表明，模拟计算与试验成果基本吻合：表明所建模型可用来对滴灌土壤水分进行数值模拟。

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第一章绪论

1.1选题的背景

1.2滴灌的发展概况

1.3地下滴灌土壤水分运动规律和数值模拟研究进展

1.4本文拟开展工作和研究方法

第二章滴灌水分运动规律的实验研究

2.1试验地点与实验方法

2.2点源入渗的边界条件

2.3湿润锋的发展规律

2.4灌溉中各因素对滴灌土壤水分运动和分布的影响

2.5小结

第三章非饱和土壤水分运动参数的确定

3.1用RETC软件测定结果

3.2土壤水动力学参数的室内实验验证

3.3小结

第四章滴灌土壤水分运动模型与求解

4.1数学模型的建立

4.2有限元求解方法

4.3滴灌土壤水分运动数值模拟有限元法的实现

4.4土壤含水量分布的数值模拟结果分析与验证

4.5小结

第五章结论与进一步研究的问题

5.1结论

5.2进一步研究的问题

参考文献

致谢

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