滴灌条件下土壤水分运移模型的辨识与优化

在滴灌条件下,滴头流量对土壤的水分运移影响很大,是影响作物生长的主要因素。基于滴灌条件下土壤水分运移的观测数据,建立滴头流量与水分运移距离的传递函数模型。利用粒子群优化(PSO)算法对模型的各个参数进行辨识与优化。在同一滴头流量下,比较不同土壤水分运移模型的动态变化,验证了传递函数模型在不同流量下的有效性,提出了实现实时调控滴头流量与运移距离的传递函数模型,为实现作物根系所需水分运移距离的反馈调节,有效地保证作物根系所需的水分,减小了水资源的浪费创造了条件。     

滴灌土壤水分水平运移模型的辨识

在滴灌条件下,滴头流量对土壤的水分运移影响很大,是影响作物生长的主要因素。依据滴灌条件下土壤水分水平运移的观测数据,建立滴头流量与水分水平运移距离的传递函数模型,利用粒子群优化(PSO)算法对模型的各个参数进行辨识与优化。在同一滴头流量下,比较不同土壤水分水平运移模型的动态变化,验证了传递函数模型在不同流量下的有效性,提出了实现实时调控滴头流量与水平运移距离的传递函数模型,为实现作物根系所需水分水平运移距离的反馈调节,有效地保证作物根系所需的水分,减小了水资源的浪费创造了条件。     

垃圾填埋场中土壤水分滞后效应的影响因素

为定量描述垃圾填埋场中土壤水分变化情况,必须考虑滞后效应的影响.对填埋场分层填土及封场后表层覆土的滞后效应进行了数值模拟,并对土壤水分特征曲线模型参数进行了灵敏度分析,结果表明:质地对滞后的影响明显,颗粒越细,曲线斜率越大;随着α的增大,土壤水分特征曲线右移,α越大,滞后现象越明显.通过滞后效应对垃圾土壤水分运移的影响规律的研究,可为室内试验和现场试验参数的选取和测定提供理论依据.     

膜孔灌自由入渗土壤水分运动数值模拟

以非饱和土壤水分运动理论为基础,建立膜孔灌自由入渗土壤水分运动的数学模型,利用室内试验对模拟结果进行分析验证,模拟值与实测值基本吻合,所建模型合理.用所建模型对不同因素组合下膜孔灌自由入渗土壤湿润体水分分布和入渗特性进行模拟分析,结果表明:土壤质地、容量、膜孔直径、初始含水率和灌溉水深对土壤水分分布模式影响很小.土壤质...     

粒径对土壤水分特征曲线的影响研究

为了探究粒径大小对土壤水分运移的影响,用压力膜仪法测定了两种不同粒径石英砂的土壤水分特征曲线,并采用Van-Genuchten模型拟合得到土壤水分运动参数,拟合效果较好.结果表明在相同的环境条件下,细石英砂比粗石英砂具有更大的持水能力.     

土壤水分运移温度效应的数值研究

分析了土壤水分运移温度效应的机理,基于“表面张力-粘滞流理论”对“六场-相变-扩散模型”中的土水势、非饱和水力传导系数和水分扩散系数三个参数进行了改进,即考虑了它们的温度效应,继而通过对0.2 m×0.2 m的二维砂土剖面的热湿耦合运移进行了为期60 d的数值计算,通过比较原模型和改进模型的计算结果,考察了土壤水分运移温度效应的大小.计算结果表明:第10 d,20 d,30 d,40 d,50 d和60 d时,温度效应对土壤水分含量的相对影响分别为4.98%,5.57%,6.23%,6.96%,7.78%和8.7%.同时发现,土壤水分运移的温度效应在土壤表层表现得最为明显.     

鄂尔多斯盆地降雨入渗与潜水蒸发强度研究

以鄂尔多斯沙漠高原区包气带水为主要研究对象,通过在研究区进行野外包气带岩性结构调查,选择典型地段建立原位试验场;试验中选择研究区最具代表性的包气带岩性结构进行包气带水分运移原位试验,进行包气带水分运移机理研究,分析影响降雨入渗与潜水蒸发强度的主要因素;采用数值模拟的手段建立研究区包气带水分运移数值模拟模型,定量计算研究区降雨入渗及潜水蒸发强度,模拟不同条件下的包气带水分运移规律.结果表明,研究区降雨入渗及潜水蒸发强度明显受到当地气象条件、潜水埋深及包气带岩性结构的影响.文中计算得出的不同埋深不同岩性的降雨入渗及潜水蒸发强度可为研究区地下水资源评价提供参考依据.     

分蘖期水分调控对覆膜旱作水稻茎蘖动态影响分析

通过分蘖期不同水分调控试验,研究了分蘖期土壤水分调控对覆膜旱作水稻茎蘖动态变化规律的影响,采用套接的Logistic曲线建立了不同水分调控条件下水稻茎蘖动态模拟模型.在此基础上,分析了水稻茎蘖动态模拟模型参数的变化以及覆膜旱作水稻茎蘖的动态特性.结果表明:覆膜旱作节水灌溉水稻的茎蘖动态发生新的变化,分蘖前期茎蘖增长缓于浅湿灌溉处理,达到分蘖高峰期时间推迟,时间滞后10~20 d.土壤水分控制越低,最高茎蘖量越低,但水分最低(处理3)条件下,由于补偿效应的存在,取得了较高的茎蘖量,茎蘖高峰出现时间延迟较多.采用套接的Logistic曲线能够很好地模拟不同水分调控条件下的水稻茎蘖动态变化规律,模拟结果显示,土壤水分控制条件下水稻茎蘖动态具有增长受限、增长过程提前、茎蘖消亡减小、消亡高峰延迟的特点.     

膨胀土基坑边坡降雨入渗的一维数值模拟

应用非饱和膨胀土一维降雨入渗模型,模拟膨胀土边坡在降雨入渗条件下的水分运移规律,通过数值计算, 求得边坡在任意时刻任意位置的体积含水率;并分析了降雨强度、水分扩散率以及导水率变化对边坡水分运移的 影响.计算结果可以用矩阵的形式和三维空间曲面的形式表示出来,方便应用.     

盆栽滴灌棉花土壤耗水变化特征的试验研究

面对近年来新疆棉花膜下滴灌区日益严重的残膜污染及地下滴灌苗期灌水困难的实际,提出将无膜移栽与地下滴灌有机结合的棉花无膜移栽地下滴灌技术,为研究在干旱区采用此技术下棉花的耗水规律,进而验证该技术在新疆的可能性,进行了不同滴灌方式下棉花土壤水分变化盆栽试验,试验设5种处理：覆膜移栽地下滴灌（FT-SDI）、无膜移栽地下滴灌（NFT-SDI）、覆膜直播地下滴灌（FS—SDD、无膜移栽地表滴灌（NFT-DI）、覆膜直播地表滴灌（FS-DI）。结果表明：对于棉花全生育期土壤水分变化而言,NFT—DI处理最大,地下滴灌节水效果明显,FT—SDI处理最小,NFP—SDI处理仅次;移栽地下滴灌棉花整个生育期表层（0～30cm）土壤耗水量,无膜处理高于覆膜处理;苗期无膜移栽地下滴灌的耗水强度相对较大,灌水量也相应加大;在覆膜地下滴灌条件下,苗期移栽处理比直播处理耗水强度较小,耗水量也小,地下滴灌条件下,移栽相对直播更利于棉苗生长发育;无膜移栽地下滴灌棉花的花铃期灌水量小于膜下滴灌,土壤水分变化主要集中在30～80cm,全生育期土壤耗水量略高于覆膜地下滴灌,而均低于地表滴灌。这表明棉花无膜移栽地下滴灌技术既可充分发挥移栽和地下滴灌的优势,在干旱区完全可行并具有较好的应用前景,值得进一步深入研究。