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沟灌二维入渗影响因素实验研究

农业工程学报 2005年第9期21卷 38-41页

作者：张新燕蔡焕杰王健西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100

为进一步探明沟灌灌水沟的水分入渗规律,该文研究了沟灌中的灌水沟中水深、沟底宽、沟底导水率及土壤初始含水率等因素对沟灌二维入渗的影响,研究结果表明:减小灌水沟中水深和沟底导水率及增大土壤初始含水率都有利于灌水沟的水平侧向入... 详细信息

为进一步探明沟灌灌水沟的水分入渗规律,该文研究了沟灌中的灌水沟中水深、沟底宽、沟底导水率及土壤初始含水率等因素对沟灌二维入渗的影响,研究结果表明:减小灌水沟中水深和沟底导水率及增大土壤初始含水率都有利于灌水沟的水平侧向入渗,同时可相应减小垂向入渗;而灌水沟底宽不影响沟的侧向入渗,只影响垂向入渗,底宽减小时,垂向入渗减小。沟底导水率影响最大,计划灌水定额为45mm,沟底导水率为0时垂向入渗深度较沟底裸露透水时减小41%,明显改善了沟灌入渗体的形状。研究结果可为改进沟灌灌水技术提供参考。

关键词：沟灌二维入渗灌水技术影响因素

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覆膜侧渗沟灌二维入渗数值模拟研究

干旱地区农业研究 2008年第6期26卷 87-90页

作者：张新燕蔡焕杰西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100

根据覆膜侧渗沟灌的入渗特性,利用修正Richards方程对其水分入渗过程进行数值模拟研究,结合初始条件、边界条件和相关参数采用Galerkin有限元法进行了数值求解。经验证,所建模型具有较好的稳定性和合理性,与实际结果具有较好的一致性,... 详细信息

根据覆膜侧渗沟灌的入渗特性,利用修正Richards方程对其水分入渗过程进行数值模拟研究,结合初始条件、边界条件和相关参数采用Galerkin有限元法进行了数值求解。经验证,所建模型具有较好的稳定性和合理性,与实际结果具有较好的一致性,且模型数值计算原理简单。为进一步研究覆膜侧渗沟灌入渗特性和地表水流运移特性及灌水技术要素优化、系统管理设计奠定了基础。

关键词：覆膜侧渗沟灌二维入渗数值模拟

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沟灌二维入渗参数的影响因素与计算模型研究

吉林水利 2012年第9期 27-32页

作者：张继新张婷吉林省榆树市水利勘测设计处吉林榆树130400 吉林省水文水资源局吉林长春130022

为简化沟灌二维入渗参数的获取,本文以室内入渗试验为基础,分析了土壤容重、初始含水量、入渗水头这三个因素对二维和一维入渗参数参数比值的影响,初步建立了由一维垂直入渗参数推求二维入渗参数的多因子计算模型,并对模型分析简化,增... 详细信息

为简化沟灌二维入渗参数的获取,本文以室内入渗试验为基础,分析了土壤容重、初始含水量、入渗水头这三个因素对二维和一维入渗参数参数比值的影响,初步建立了由一维垂直入渗参数推求二维入渗参数的多因子计算模型,并对模型分析简化,增加了模型的稳健性,通过大田试验对所建计算模型进行检验。结果表明文中所建二维入渗参数计算模型所求结果为整个灌水田块的均值,其与整个田块全部灌水沟由水流运动数据推求的入渗参数平均值误差不大,且入渗参数k、a增减相反,对累积入渗量的计算结果影响较小,说明本文所建模型对精度要求不高的沟灌灌水方案设计具有一定的指导意义。

关键词：沟灌二维入渗入渗参数计算模型稳健性

压实方式影响路基湿度场演变规律数值试验研究

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中南大学学报（自然科学版） 2014年第4期45卷 1341-1346页

作者：柳志军中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室力学与建筑工程学院江苏徐州221116

为研究路基湿度场受压实方式影响所产生的变化与分布问题,分别构建4种具备不同压实方式的路基数值试验模型,通过分析二维入渗方式的降雨试验结果,总结不同压实方式影响下路基湿度场扰动区的分布特征,以及扰动区扩距、路基湿度与梯度变... 详细信息

为研究路基湿度场受压实方式影响所产生的变化与分布问题,分别构建4种具备不同压实方式的路基数值试验模型,通过分析二维入渗方式的降雨试验结果,总结不同压实方式影响下路基湿度场扰动区的分布特征,以及扰动区扩距、路基湿度与梯度变化的主要规律,并阐述其根本机理。研究结果表明:降雨入渗路基产生湿度扰动区可划分为前、后2个区域,后区表现为湿度较大、梯度较小,前区表现则与后区相反;湿度扰动区扩距和湿度都随着路基压实度的增加而呈线性减小,前扰动区的湿度梯度随着路基压实度呈线性递增;雨水入渗路基速度矢量的竖向分量远大于水平向分量,受到路基压实区组合方式影响,非饱和扰动区的下层路基湿度随上层路基压实度增加呈线性显著降低。

关键词：压实方式路基二维入渗湿度场演变规律

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一种沟灌累积入渗量简化计算方法

水科学进展 2015年第6期26卷 801-810页

作者：聂卫波费良军马孝义西安理工大学水资源研究所陕西西安710048 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

为简化沟灌二维累积入渗量的数值计算,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究分析了土壤初始含水率、入渗水深、沟底宽、边坡系数、土壤质地和容重等因素对沟灌边界效应和拟合系数γ的影响,并建立了系数γ与主要影响因素间的函数关系... 详细信息

为简化沟灌二维累积入渗量的数值计算,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究分析了土壤初始含水率、入渗水深、沟底宽、边坡系数、土壤质地和容重等因素对沟灌边界效应和拟合系数γ的影响,并建立了系数γ与主要影响因素间的函数关系式,提出了沟灌累积入渗量简化计算方法。结果表明,土壤初始含水率、沟底宽和边坡系数对沟灌边界效应的影响较小,而入渗水深、土壤质地和容重对沟灌边界效应的影响显著;拟合系数γ主要与入渗水深的变化有关,随入渗水深的增大呈现减小趋势,但对初始含水率、沟底宽、边坡系数、土壤质地和容重等因素变化的敏感性较低,可忽略其影响;建立了估算拟合系数γ的计算式,结合已有文献资料对其可靠性进行了验证,结果表明黏壤土和砂壤土不同入渗时间内,其沟灌累积入渗量计算值与实测值和HYDRUS软件模拟值具有高的一致性,说明文中所建公式估算拟合系数γ值可靠。研究结果可为简化沟灌累积入渗量的数值计算提供理论依据和技术支撑。

关键词：二维入渗累积入渗量数值模拟边界效应

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春小麦垄沟灌土壤水分入渗数值模拟

干旱区资源与环境 2014年第6期28卷 165-170页

作者：张吉孝张新民单于洋金建新王文娟刘久如甘肃省静宁县水务局静宁743400 甘肃农业大学工学院兰州730070 甘肃省水土保持科学研究所兰州730020

小麦垄作沟灌是在耕作形成的垄面种植作物、垄沟内灌溉的一种耕作方式,由于小麦自身生长所需土壤水分沿灌水沟断面以纵向下渗和向垄体横向侧渗供给,研究不同土质与垄宽在设计灌水定额一定条件下的沟灌灌水效果。文中依据非饱和土壤水动... 详细信息

小麦垄作沟灌是在耕作形成的垄面种植作物、垄沟内灌溉的一种耕作方式,由于小麦自身生长所需土壤水分沿灌水沟断面以纵向下渗和向垄体横向侧渗供给,研究不同土质与垄宽在设计灌水定额一定条件下的沟灌灌水效果。文中依据非饱和土壤水动力学理论,以甘肃石羊河流域下游民勤沙漠绿洲区春小麦垄作沟灌为例,采用典型实测土壤水分运动参数,应用HYDRUS数值模拟软件计算分析砂质粘壤土和粘土在不同垄宽沟灌土壤水分运动规律,建立沟灌土壤水分二维入渗模型,从提高灌水均匀度角度评价灌水效果。研究结果表明:在不考虑停止灌水后水分再分布情况下,砂质粘壤土垄宽不宜大于45cm,粘土不宜大于30cm。研究结果为春小麦垄作沟灌技术参数进一步研究提供一定的理论基础。

关键词：沟灌二维入渗数值模拟灌水均匀度春小麦

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包气带水气二相流实验研究

土壤学报 2002年第4期39卷 505-511页

作者：彭胜陈家军王金生李书绅王志明北京师范大学环境科学研究所环境模拟与污染控制国家重点实验室北京100875 中国辐射防护研究院太原030006

本研究设计并建立了一维和二维实验装置,通过水的入渗来驱动气相流动从而营造出水气二相流的流场,并通过监测水的累积入渗量和湿润峰前进情况及流场内各监测点气体的压力变化来研究水气二相流。本实验采用压力传感器并设计了气压自动采... 详细信息

本研究设计并建立了一维和二维实验装置,通过水的入渗来驱动气相流动从而营造出水气二相流的流场,并通过监测水的累积入渗量和湿润峰前进情况及流场内各监测点气体的压力变化来研究水气二相流。本实验采用压力传感器并设计了气压自动采集系统来监测并记录一维及二维土柱中气体的压力变化,在土柱的底部出气口,用带阀门的微量流量计来控制并调节气体的出流速率。在一维入渗实验中,我们发现在控制气体出流的情况下水的入渗速率比在没有控制的情况下有所减少。在控制气体出流的实验中,水的入渗速率对应于气体的出流速率有对应的变化,并且总是较气体出流速率大。在二维实验中我们发现,水的入渗速率及空气的压缩程度均为在垂向较为横向大。此外,我们还得到了不同时刻空气压力的等值线图,通过空气压力等值线图可以看出在供水槽与出气口之间的连线的直线方向上,空气的流动最强烈。

关键词：土壤包气带水气二相流实验研究一维入渗二维入渗空气压缩空气压力

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沟灌条件下灌水沟入渗特性研究

中国农村水利水电 2012年第3期 7-11页

作者：张新燕蔡焕杰朱德兰西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

为探明沟灌时灌水沟的水分入渗规律,从沟灌二维入渗过程、入渗湿润锋运移特性、累计入渗水量变化过程、土壤含水量分布等方面研究了沟灌的入渗特征及其影响,研究表明:灌水沟中水深、沟底宽、湿周对沟灌入渗过程均有明显影响。沟中水深增... 详细信息

为探明沟灌时灌水沟的水分入渗规律,从沟灌二维入渗过程、入渗湿润锋运移特性、累计入渗水量变化过程、土壤含水量分布等方面研究了沟灌的入渗特征及其影响,研究表明:灌水沟中水深、沟底宽、湿周对沟灌入渗过程均有明显影响。沟中水深增大,有利于加大侧向入渗,垂向入渗减少,而水深减小,会加大垂向入渗,增加深层渗漏。灌水沟底宽不影响灌水沟的侧向入渗,仅影响垂向入渗,底宽减小,垂向入渗深度相应减小,且土壤表面以下40cm深以内水平向入渗深度平均值与最大垂向入渗深度的比值在沟底宽小时均大于沟底宽大时。合理的断面形式和大小有利于减小垂向入渗,加大水平侧向入渗,灌水沟断面形式为梯形断面时,宽深比近似为2效果最优。研究结果可为改进沟灌灌水技术提供参考。

关键词：沟灌二维入渗入渗湿润锋累计入渗水量土壤含水量

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膜缝沟灌土壤入渗规律与数值模拟

膜缝沟灌土壤入渗规律与数值模拟

作者：薛雁西北农林科技大学

学位级别：硕士

地膜覆盖灌水技术主要分为膜上灌水技术和膜下灌水技术两类。由于各种地膜覆盖灌水方法特点明确,且各自有特定的应用条件,所以,各地根据当地农业生产实际选用不同的地膜灌水方式。目前,生产实践中应用最为广泛的地膜覆盖灌水方法主要有... 详细信息

地膜覆盖灌水技术主要分为膜上灌水技术和膜下灌水技术两类。由于各种地膜覆盖灌水方法特点明确,且各自有特定的应用条件,所以,各地根据当地农业生产实际选用不同的地膜灌水方式。目前,生产实践中应用最为广泛的地膜覆盖灌水方法主要有膜缝灌水技术、膜孔灌水技术、膜上喷灌技术和膜下滴灌技术。本文在分析国内外地面灌溉理论与技术研究的基础上,根据膜缝沟灌的特点,研究了膜缝沟灌土壤入渗特性,获得了膜缝沟灌入渗参数,修正现有入渗模型,对膜缝沟灌土壤水分运动过程进行数值模拟,进而优化灌水技术要素组合。为进一步研究膜缝沟灌入渗特性、地表水流运动特性、优化灌水技术要素及系统管理设计提供了重要的理论依据。 1、通过膜缝沟灌入渗规律试验,研究了膜缝宽度、土壤初始含水率、土壤容重和水深对累计入渗量、入渗速率、水平与垂向湿润锋推进距离及水平与垂向湿润锋推进距离之比的影响。研究表明:在其它因素相同的情况下,相同入渗时间里,膜缝宽度越大,累计入渗量、入渗速率越小,水平和垂向湿润锋的推进距离、水平与垂向湿润锋推进距离之比越大;土壤初始含水率越大,累计入渗量、入渗速率越小,水平和垂向湿润锋的推进距离越大,水平与垂向湿润锋推进距离之比越小;土壤容重与水深对入渗的影响远没有膜缝宽度和土壤初始含水率对入渗的影响明显。 2、通过得到的膜缝沟灌入渗规律资料,修正了考氏入渗模型,建立了分别以膜缝宽度和土壤初始含水率为参数的入渗模型;完善了水平、垂向湿润锋推进距离随时间变化的数学模型。 3、应用土壤水动力学的基本原理,通过ADI法,结合初始条件、边界条件求解水分入渗水流运动方程并进行数值模拟研究。通过数值模拟结果与试验结果相比较,得出此试验过程是合理的,具有一定精确度。 4、在上述研究的基础上,通过正交试验得到的试验资料,采用极差分析方法,以入渗速率和水平与垂向湿润锋推进距离的比值作为评价指标,得出膜缝沟灌的最优技术要素组合,对提高田间水利用率和灌溉水利用率,有一定的理论意义和实践意义。

关键词：膜缝沟灌入渗特性灌水技术要素组合二维入渗数学模型