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地下核试验近场水热运移数值模拟

原子能科学技术 2013年第8期47卷 1445-1449页

作者：包敏王群书西北核技术研究所陕西西安710024

根据内华达核试验场的一次地下核试验CHESHIRE的核爆破坏区情况和围岩水文地质信息,采用FEFLOW程序对试验的近场空间区域进行水热运移数值模拟,计算了空腔内熔岩玻璃体的温度下降曲线,计算结果与CHESHIRE现场温度测量结果相符。模拟结... 详细信息

根据内华达核试验场的一次地下核试验CHESHIRE的核爆破坏区情况和围岩水文地质信息,采用FEFLOW程序对试验的近场空间区域进行水热运移数值模拟,计算了空腔内熔岩玻璃体的温度下降曲线,计算结果与CHESHIRE现场温度测量结果相符。模拟结果表明,熔岩玻璃体的降温近似服从指数衰减规律,地下水对流散热是影响熔岩玻璃体降温的主要因素。

关键词：地下核试验水热运移 FEFLOW

灌溉施肥对河套灌区垄膜沟灌春玉米土壤水热运移的影响

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干旱地区农业研究 2019年第2期37卷 44-51页

作者：李成冯浩董勤各西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

为探究灌溉施肥对河套灌区垄膜沟灌条件下土壤水热时空分布规律及春玉米产量的影响,于2017年4-9月,以春玉米"西蒙6号"为材料,通过4次垄膜沟灌试验,分别对比研究了400 mm(I1),300 mm(I2),200 mm(I3)灌水和600 kg·hm^(-2)磷酸二铵+300 kg... 详细信息

为探究灌溉施肥对河套灌区垄膜沟灌条件下土壤水热时空分布规律及春玉米产量的影响,于2017年4-9月,以春玉米"西蒙6号"为材料,通过4次垄膜沟灌试验,分别对比研究了400 mm(I1),300 mm(I2),200 mm(I3)灌水和600 kg·hm^(-2)磷酸二铵+300 kg·hm^(-2)尿素(F1),300 kg·hm^(-2)磷酸二铵+150 kg·hm^(-2)尿素(F2)施肥组合,即高水高肥(I1F1)、高水低肥(I1F2)、中水高肥(I2F1)、中水低肥(I2F2)、低水高肥(I3F1)、低水低肥(I3F2)等6个处理对土壤水分、温度时空变化的影响,并分析了春玉米产量及其水分利用状况。结果表明:整个生育期内各处理土壤温度和含水率受灌溉影响较大,每次灌溉后土壤温度显著降低,而土壤含水率显著升高;整个生长季内300 mm灌水处理不同土层土壤温度均最高,比I3、I1处理分别高0.1℃、0.6℃;其中I2F2处理不同土层土壤含水率比I1F1、I1F2处理分别低8.3%、9.2%,比I2F1、I3F1、I3F2处理分别高1.6%、11.1%、14.1%,为作物生长发育提供了良好的水热环境。I2F2水肥处理亦显著提高了玉米产量,与低水处理I3F2和I3F1相比分别提高了33.80%和21.95%,与高水处理(I1)无显著差异。因此,中水低肥处理适于春玉米垄膜沟灌种植模式在河套灌区的推广。

关键词：垄膜沟灌春玉米水热运移产量水分利用效率河套灌区

川西北高寒区冻融交替作用后土壤水热运移模拟研究

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水土保持研究 2023年第1期30卷 274-281页

作者：宋洁李晓宁赵丽樊敏西南科技大学环境与资源学院四川绵阳621010 河北邯郸市瀚林环境评估有限公司河北邯郸056000

川西北高寒区在黄河和长江上游的水源涵养与补给、生态平衡中发挥着重要作用,该区土壤长期受到昼夜及季节性冻融作用影响,但土壤水分和热量在受到冻融交替作用后的变化规律,及其在草地退化及沙化过程中的作用还不明确。通过野外采集土... 详细信息

川西北高寒区在黄河和长江上游的水源涵养与补给、生态平衡中发挥着重要作用,该区土壤长期受到昼夜及季节性冻融作用影响,但土壤水分和热量在受到冻融交替作用后的变化规律,及其在草地退化及沙化过程中的作用还不明确。通过野外采集土样进行室内土柱模拟水热运移实验,利用有限元软件HYDRUS建立了一维土柱模型,开展基于冻融循环作用后的非饱和沙化草地和天然草地土壤水热迁移过程的数值计算研究,揭示不同冻融界面条件下沙化草地和天然草地土壤的水热分布特征、空间运移特性。结果表明:HYDRUS软件模拟沙化草地和天然草地土壤体积含水率的模拟结果R2>0.98,其平均值分别为0.997,0.996,模拟效果较理想;在土壤温度特性方面,模拟结果R2>0.98,平均值0.999,HYDRUS软件较好地模拟了川西北高寒区冻融交替作用后天然草地和沙化草地土壤温度和体积含水量的变化特征。通过模拟预测发现,反复冻融作用后,天然草地和沙化草地土壤体积含水率随时间变化均呈现上下波动的趋势,天然草地各土层体积含水率总体均高于沙化草地含水率;土壤温度模拟值呈现先波动上升后波动下降的趋势,且均呈现随着剖面加深,土壤温度逐渐降低的趋势,沙化草地土壤各层最高温度平均低于天然草地各层土壤温度。率定后的土壤水热运移数学模型能够较好地反映出川西北高寒区冻融交替作用后土壤水热的动态变化规律。将率定后的参数及当地的气象资料输入模型,可有效预测该地区冻融交替作用后的土壤水热运移规律。研究结果为该地区土壤沙化治理与预防,维护生态平衡提供科学依据和理论支持。

关键词： HYDRUS模型冻融作用沙化土壤水热运移川西北高寒区

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植物固沙区土壤水热运移耦合模型研究

力学学报 1996年第5期28卷 513-521页

作者：姚德良李家春沈卫明中国科学院力学研究所

根据Ｐｈｉｌｉｐ与Ｖｒｉｅｓ提出的土壤中水热交换的耦合理论，建立了植物固沙区土壤水热运移的耦合模型，考虑了液态水和汽态水运移对温度的变化，分析了植物根系吸水对土壤水热交换的影响，给出了植物蒸腾量、土壤蒸发量、根系汲水... 详细信息

根据Ｐｈｉｌｉｐ与Ｖｒｉｅｓ提出的土壤中水热交换的耦合理论，建立了植物固沙区土壤水热运移的耦合模型，考虑了液态水和汽态水运移对温度的变化，分析了植物根系吸水对土壤水热交换的影响，给出了植物蒸腾量、土壤蒸发量、根系汲水率及土壤表面热通量等有关变量的计算公式．利用本模式并采用具有二阶精度的Ｃｒａｎｋ－Ｎｉｃｏｌｓｏｎ格式对非线性扩散方程进行离散，对沙坡头植物固沙区土壤水热交换过程进行了数值模拟，模拟结果和实测值进行了比较，总体上符合较好，证明本模型具有实用价值。

关键词：植物固沙区水热运移耦合模型沙区土壤

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作物覆盖条件下田间水热运移的模拟研究

水利学报 1993年第3期25卷 11-17页

作者：康绍忠刘晓明张国瑜西北农业大学水利系

本文提出了一个描述作物覆盖条件下田间水热运移的数学模型,以能量平衡方程为基础,建立了求解热流分布定解问题中上边界条件所需的地表温度模拟方法。该模型经在西北农业大学灌溉试验站实际应用,模拟结果可靠。在此基础上分析了田间能... 详细信息

本文提出了一个描述作物覆盖条件下田间水热运移的数学模型,以能量平衡方程为基础,建立了求解热流分布定解问题中上边界条件所需的地表温度模拟方法。该模型经在西北农业大学灌溉试验站实际应用,模拟结果可靠。在此基础上分析了田间能量平衡方程中各分量间的比例关系。

关键词：作物覆盖田间水热运移数学模型

应用水热运移数值模拟优化地下水源热泵系统抽灌井布局

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地质科技情报 2012年第5期31卷 128-135页

作者：靳孟贵汤庆佳栗现文中国地质大学环境学院武汉430074

合理布局抽水井和回灌井是地下水源热泵系统长期有效运行的关键因素。以郑州市郑东新区为例,利用HST3D软件建立水热运移数值模型,优化设计地下水源热泵系统抽灌水井布局,预测地下水源热泵系统长期运行后对含水层的水热影响。结果表明:... 详细信息

合理布局抽水井和回灌井是地下水源热泵系统长期有效运行的关键因素。以郑州市郑东新区为例,利用HST3D软件建立水热运移数值模型,优化设计地下水源热泵系统抽灌水井布局,预测地下水源热泵系统长期运行后对含水层的水热影响。结果表明:介质比热容及渗透率分别对含水层温度及水位影响显著,是较敏感的参数。方案3(3个回灌井垂直天然流向分布且位于抽水井下游)为最佳布井方式。抽灌量900,1 200,1 500及2 000m3/d所对应的合理布井间距分别为50,65,70及75m。相应布井方案的水源热泵系统运行20a,对含水层温度场的影响仅限于200m×200m的范围,抽水井温度变化小于1℃。

关键词：地下水源热泵系统水热运移数值模拟抽灌井布局

温室土壤-植物-环境连续体水热运移研究进展

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灌溉排水 2002年第1期21卷 76-78,F003页

作者：吴文勇杨培岭刘洪禄中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 北京市水科所北京100044

温室栽培是节水增产的有效措施 ,对温室土壤植物环境连续体 (SPEC)水热运移的研究有助于弄清温室系统内水热的收支、运移与转化规律 ,可为温室环境控制和节水、增产和降耗提供有力的理论基础。

关键词：水热运移节水 SPEC 温室

不同秸秆覆盖厚度下季节性冻融土壤的水热运移规律模拟研究

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节水灌溉 2019年第12期 27-31页

作者：魏一钊陈军锋高旭光解雪太原理工大学水利科学与工程学院

运用水热耦合模型(SHAW)对秸秆覆盖厚度为5、10、15、20和30 cm下的季节性冻土中的水热迁移进行了模拟。结果表明:模型对土壤水分模拟效果较好,模拟期土壤水分模拟的标准误差RMSE为0.003~0.08 m^3/m^3。由于表层土壤易受外界气象条件变... 详细信息

运用水热耦合模型(SHAW)对秸秆覆盖厚度为5、10、15、20和30 cm下的季节性冻土中的水热迁移进行了模拟。结果表明:模型对土壤水分模拟效果较好,模拟期土壤水分模拟的标准误差RMSE为0.003~0.08 m^3/m^3。由于表层土壤易受外界气象条件变化的影响,模型对土壤温度模拟结果误差相对较大,但误差处于合理范围内。使用率定好的SHAW模型对秸秆覆盖厚度大于30 cm下的土壤水热运移进行了模拟预测,模拟结果表明当秸秆覆盖厚度≥45 cm时,秸秆覆盖下的土壤水热运移基本不受外界影响。

关键词： SHAW模型冻融期水热运移秸秆覆盖模拟预测

基于1DTempPro的水热运移模型及试验研究

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江苏农业科学 2016年第4期44卷 409-412页

作者：朱蓓赵博超王弘元河海大学水利水电学院江苏南京210098 中国水利水电科学研究院岩土工程研究所北京100044

基于多孔介质水热运移的对流扩散方程,建立低温水入渗的一维数学解析模型;搭建一维水平土柱低温水入渗试验平台,观测土柱水平方向的温度分布,分析在不同入渗水温和水力梯度下低温水在一维土柱内水热运移扩散特性;利用1DTempPro模拟低温... 详细信息

基于多孔介质水热运移的对流扩散方程,建立低温水入渗的一维数学解析模型;搭建一维水平土柱低温水入渗试验平台,观测土柱水平方向的温度分布,分析在不同入渗水温和水力梯度下低温水在一维土柱内水热运移扩散特性;利用1DTempPro模拟低温水入渗土壤的水热运移,并与试验观测值、解析解对比,发现1DTempPro可以较好地模拟低温水入渗的温度场变化,准确度高,可以用来适时监测低温水灌区的水、热条件。

关键词：低温水水热运移 1DTempPro 数学模型