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本文根据非饱和土壤水分运动理论,通过室内试验初步研究分析棕壤土土壤水分运动规律,建立地下滴灌土壤水分运动模型,为地下滴灌工程设计提供相应的理论基础。本文的主要研究内容如下:
1.综述我国水资源和农业用水现状及非饱和土壤水分运动问题研究现状,分析总结地下滴灌技术的应用状况及其发展趋势。
2.试验研究棕壤土的基本特征(包括土壤容重、比重、机械组成、孔隙率,渗透系数等),测定了土壤水分特征曲线,计算了土壤水分运动参数(包括土壤导水率、容水度和扩散率等),采用Matlab最优化工具箱提供的非线性拟合函数lsqcurvefit,推求VanGenuchen模型中的四个参数,建立VanGenuchen模型,为数值模拟提供可靠的理论依据。3.利用有限元法求解了非饱和土壤水分运动方程。
4.建立地下滴灌条件下土壤水分运动模型,确定模型求解的定解条件,运用Hydrus_2D模型进行数值模拟;通过室内试验观测了湿润锋运移位置与时间的关系,累积入渗量与时间的关系,测定了灌水结束后土壤含水率的分布情况;利用Matlab软件cftool工具箱,对湿润锋运移位置与时间的关系进行多项式模型拟合,对累积入渗量与时间的关系进行幂函数拟合;实测数据与模拟数据进行比较,发现模拟结果具有较高的精度,验证了数学模型。