溝灌是我國(guó)目前地面灌溉的主要方式之一,與微灌、噴灌等一些壓力灌溉相比,溝灌具有設(shè)施簡(jiǎn)單、便于實(shí)施、成本低等優(yōu)點(diǎn),但也存在水資源浪費(fèi)、灌溉效率低等問(wèn)題。同時(shí),我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)用水占比高,約為全國(guó)用水的62%。因此,研究溝灌,提高灌溉效率,實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水,有助于緩解我國(guó)嚴(yán)重的用水供需矛盾。溝灌灌水過(guò)程中涉及的數(shù)學(xué)模型大都是非線性偏微分方程,在較為復(fù)雜的條件下,很難找到方程的精確解,最有效的辦法是采用數(shù)值計(jì)算方法求其數(shù)值解。本文主要針對(duì)溝灌灌水過(guò)程中的地表水流運(yùn)動(dòng)和土壤水分運(yùn)動(dòng)以及兩者耦合模型進(jìn)行算法構(gòu)造和數(shù)值模擬,主要工作和成果如下:（1）本文根據(jù)溝灌灌水過(guò)程中地表水流運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),在水量平衡原理的基礎(chǔ)上,選用零慣量模型描述其運(yùn)動(dòng)過(guò)程。對(duì)于零慣量模型的求解,首先設(shè)計(jì)網(wǎng)格剖分,其次對(duì)基本方程用Preissmann四點(diǎn)加權(quán)隱式差分格式進(jìn)行離散,然后用Newton-Raphson法和普賴斯曼雙向掃描法進(jìn)行求解,最后得到地表水流運(yùn)動(dòng)的推進(jìn)過(guò)程。計(jì)算結(jié)果表明,本文方法能較好的模擬溝灌灌水時(shí)的地表水流運(yùn)動(dòng)過(guò)程。（2）本文根據(jù)溝灌灌水過(guò)程中土壤水分運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),在非飽和土壤水分運(yùn)動(dòng)理論的基礎(chǔ)上,選用Ric... 

【文章來(lái)源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

溝灌模型示意圖及其幾何特征

??形成的控制體，其次每個(gè)單元的空間位置必須固定不變。如圖２－２所示，表示兩個(gè)連續(xù)??時(shí)刻的地表和地下水深輪廓線，虛線表示＾時(shí)刻的地表和地下水深輪廓線，實(shí)線表示？ｉ＋１??時(shí)刻的地表和地下水深輪廓線。在圖２－２中取出一典型單元，如圖２－４所示，符號(hào)??ｙ、＿７＿＋ｉ為位置坐標(biāo)，ｈ?＆＋１為時(shí)間坐標(biāo)。將所有單元上的計(jì)算結(jié)果繪成時(shí)－空平??面圖，如圖２－３所示。圖２－３中水流推進(jìn)曲線是推進(jìn)階段水流前鋒到達(dá)不同位置和所需??時(shí)間的曲線變化圖，退水曲線是退水尾鋒消退到不同位置和所需時(shí)間的曲線變化圖。??Ａ?時(shí)刻地表水深輪廓線??＾％?時(shí)刻地表水深輪廓線??Ａｖ?Ａｙ?Ａｖ?＇＇、、???????￣￣ｊ－＾

單元格個(gè)數(shù)固定不變。在退水階段，隨著水流消退，單元格個(gè)數(shù)逐漸減少。??２．３．１典型單元格??在圖２－３時(shí)間－空間差分網(wǎng)格中，我們可以清楚地知道單元格分為兩種形式：矩形單??元和三角單元。在不同時(shí)刻，根據(jù)求解區(qū)域和邊界的特性，對(duì)于所有的單元格，我們可??以將其大致分為７種類型單元格，即單元格Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩ、Ｗ。這７種單元??格就是本文所說(shuō)的典型單元格。對(duì)基本方程（２．１）和（２．２）在這７種單元格上進(jìn)行離散，然??后根據(jù)時(shí)間劃分，可逐時(shí)段寫(xiě)出各時(shí)刻的基本方程（２．１）和（２．２）對(duì)應(yīng)離散格式。典型單元??格上的具體離散格式如下：??（１）矩形單元Ｉ?：??連續(xù)方程（２．１）和運(yùn)動(dòng)方程（２．２）在單元Ｉ積分，可以得到它們?nèi)缦碌碾x散格式??連續(xù)方程：??［＆｛Ｑｌ?－Ｑｒ）＋｛＾￣?＾＼Ｑｊ?－?Ｑｍ?＋Ｚｌ￣?Ａｊ￣Ｚｊ）＋＾￣?＋?Ｚｒ￣Ａｍ￣Ｚｍ?）］Ａｙ?＝?０??（２．８）??運(yùn)動(dòng)方程：??儒？纖］－??１０??


本文編號(hào)：2907808