国家自然科学基金(50909100)
- 作品数：9 被引量：50H指数：4
- 相关作者：李益农许迪白美健章少辉刘姗姗更多>>
- 相关机构：中国水利水电科学研究院国家节水灌溉北京工程技术研究中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划中国水利水电科学研究院科研专项基金更多>>
- 相关领域：农业科学理学更多>>
- 基于畦面糙率各向异性的畦灌地表水流运动模型及其验证被引量：4
- 2011年
- 选取合理的畦面糙率模型,对于利用畦灌水流数值模型准确地评价和优化畦灌系统性能具有重要的理论与现实意义。该文利用二维全水动力学畦灌模型,采用张量逆运算等数学处理方法,在源项糙率矢量中构建畦面糙率各向异性模型,构建起基于畦面糙率各向异性的二维畦灌地表水流运动模型。基于典型畦灌试验结果对比分析糙率各向异性与各向同性畦灌模型的模拟效果。结果表明,与各向同性相比,所有实例各向异性糙率值下的水流推进过程实测与模拟值之间的平均相对误差值减小3.08～6.83百分点,水流消退过程实测与模拟值之间的平均相对误差值减小2.5～6.81百分点。采用各向异性糙率描述畦灌地表水流运动过程,可明显改善畦灌模拟效果,为开展畦灌系统设计与性能评价提供了实用可靠的数值模拟工具。
- 章少辉许迪李益农白美健魏志斌崔京平冯秉楷
- 关键词：灌溉糙率各向异性数值模拟
- 撒施肥料一维畦灌地表水流与溶质运移模型构建与验证被引量：2
- 2010年
- 模拟撒施肥料下的一维畦灌地表水流与溶质运移过程可为采用先进的畦灌液体施肥方式提供对比依据。该文基于湍流理论垂向流速线性与对数分布规律及不可压缩流体力学连续方程,构造沿畦长及任意垂向断面的非均布流速场和溶质浓度场,建立起撒施肥料下的一维畦灌地表水流与溶质运移模型,并利用典型畦灌施肥试验结果,检验该模型的模拟效果。结果表明,建立的模型不仅具有在撒施肥料状况下较好模拟地表水流运动和溶质浓度时间变化过程的能力,还具备较佳的水量和溶质质量守恒性,从而为评价撒施肥料下的畦灌施肥系统性能及与其它施肥方式下的畦灌施肥系统性能对比,提供了实用的数值模拟工具。
- 章少辉许迪李益农白美健
- 关键词：溶质运移流速畦灌撒施
- 一维畦灌施肥地表水流与溶质运移耦合模型——Ⅰ.模型建立被引量：3
- 2011年
- 提高畦灌施肥地表水流与溶质运移数值模型的稳定性、收敛性及计算精度,有利于改善地面畦灌施肥系统的设计与评价工作。在利用隐-显混合时间格式对一维畦灌地表水流与溶质运移耦合模型中包含的各矢量项进行时间离散基础上,借助有限差分法、有限体积法和有限单元法分别对由隐时间格式生成的物理矢量线性近似式空间导数、物理矢量空间导数、溶质扩散矢量和地形矢量项进行空间离散,对最终形成的控制方程代数方程组进行数值求解,构建起基于混合数值解法的一维畦灌施肥地表水流与溶质运移耦合模型。
- 章少辉许迪李益农白美健
- 关键词：畦灌施肥水流运动溶质运移
- 一维畦灌施肥地表水流与溶质运移耦合模型——Ⅱ.模型验证被引量：1
- 2011年
- 基于典型畦灌施肥试验观测结果及其模拟结果,对比分析利用混合数值解法和Roe有限体积法分别求解一维畦灌施肥地表水流与溶质运移过程控制方程在数值稳定性与收敛性、计算精度与效率上的差异,验证混合数值解法的计算性能与模拟效果。结果表明,混合数值解法比Roe有限体积法表现出更佳的数值稳定性和收敛性,产生的水平衡误差和平均相对误差较低,同样度量环境下的计算效率提高2.5倍以上。基于混合数值解法的一维畦灌施肥地表水流与溶质运移耦合模拟方法可明显增强数值计算的稳定性和收敛性,有效提高计算精度和效率,为开展畦灌施肥系统设计与评价提供了有效的数值模拟工具。
- 章少辉许迪李益农白美健
- 关键词：畦灌施肥稳定性收敛性
- 基于混合数值解法的二维畦灌地表水流运动模拟Ⅰ:模型建立被引量：8
- 2011年
- 数值模拟畦灌水流运动过程可为地面灌溉系统设计与评价提供必要的工具和手段。本文在利用隐式三点后差分隐时间格式对二维畦灌地表水流运动模型各矢量项进行时间离散基础上,采用有限差分法、有限体积法和有限单元法分别对由隐时间格式与线性化过程生成的物理通量线性近似式系数的空间导数、物理通量的空间导数和地形向量开展空间离散,对经时-空离散后形成的控制方程代数方程组进行数值解算,构建起基于混合数值解法的二维畦灌地表水流运动模型。
- 章少辉许迪李益农
- 关键词：畦灌数值解法
- 冬小麦表施尿素畦灌下土壤水氮分布试验研究被引量：10
- 2010年
- 基于冬小麦生长期表施尿素畦灌下获得的田间试验结果,对不同入畦单宽流量和施肥量下土壤水氮空间分布状况及变化趋势开展研究,评价作物有效根系层土壤水氮贮存效率及其沿畦长分布均匀性,探讨适宜的施肥灌溉模式。结果表明,灌后2d土壤水分均布在0～100cm土层,而土壤硝态氮则聚集在0～40cm土层,土壤水分空间分布差异明显小于土壤硝态氮,作物有效根系层土壤硝态氮贮存效率明显高于土壤水分,表施尿素畦灌下的土壤水氮空间分布同步性并不明显。入畦流量和施肥量对作物有效根系层土壤水氮贮存效率和均匀度影响较为明显,高施肥大流量下作物有效根系层土壤水氮贮存效率及其沿畦长分布均匀性明显高于低施肥小流量下的相应值。
- 白美健许迪李益农
- 关键词：畦灌施氮量硝态氮
- Green-Ampt模型参数简化及与土壤物理参数的关系被引量：12
- 2012年
- 简化模型表达形式从而减少参数个数,对于Green-Ampt入渗模型的实际应用具有重要的现实意义。该文通过推导湿润锋处平均基质吸力与Philip模型中土壤吸湿率关系基础上提出了简化的Green-Ampt入渗模型,基于新疆222兵团两块壤质土壤田块上土壤水分入渗试验资料,分析了Green-Ampt简化入渗模型参数与土壤物理参数之间的关系,建立了模型参数与土壤物理参数之间的定量经验转换函数。结果表明,入渗参数A(组合参数)与土壤初始含水率呈对数负相关,相关系数为0.77,A与土壤紧实度和黏粒含量均呈指数负相关,相关系数分别为0.70和0.74。饱和导水率Ks与土壤紧实度和黏粒呈指数负相关,相关系数分别为0.74和0.73。A和Ks与土壤初始含水率、土壤紧实度和黏粒含量呈高度和中度多元线性相关,相关系数分别为0.9和0.79。研究表明Green-Ampt简化入渗模型能够在一定精度下分析土壤入渗过程。
- 刘姗姗白美健许迪李益农胡卫东
- 关键词：土壤入渗GREEN-AMPT入渗模型入渗参数转换函数
- 不同微地形条件下入渗空间变异对畦灌性能影响分析被引量：17
- 2010年
- 入渗空间变异对畦灌性能影响显著。本文基于构建的畦灌数值模拟试验条件,借助二维灌溉模拟模型,针对规格不同的3类畦田系统模拟分析不同微地形空间变异程度、入畦单宽流量和坡度条件下入渗空间变异对畦灌性能的影响,讨论其影响程度与入渗和微地形空间变异程度、入畦单宽流量和坡度之间的关系。结果表明,入渗空间变异主要对灌溉均匀度CU和灌溉效率Ea产生影响,对水流恰好覆盖整个田面所需灌水量基本无影响,入渗空间变异越强畦灌质量越差。当入渗空间变异为弱变异时,在实际工作中可不考虑其影响,当入渗空间变异系数Cv大于0.5以后其影响则非常显著;入渗空间变异对畦灌性能的影响程度随微地形空间变异的变化趋势与坡度密切相关,零坡度条件下随着微地形空间变异的减小而增加,当田面平整精度较高(Sd小于2cm)且坡度为零时,其影响尤为显著,实际应用中不容忽视。
- 白美健许迪李益农
- 关键词：入渗微地形
- 灌溉施肥地表水流与溶质运移模拟研究进展被引量：2
- 2011年
- 采用数值模型能够方便快速地探讨不同灌溉施肥条件下的水肥利用效率,为改善灌溉施肥系统性能、减轻不当灌溉施肥方式对生态环境造成的负面影响提供科学依据。从灌溉施肥地表水流运动模拟、灌溉施肥地表水流溶质运移模拟、灌溉施肥地表水流与溶质运移耦合模拟等方面出发,系统总结了不同时空尺度下灌溉施肥地表水流与溶质运移模拟模型的类型及其相应的数值解法特点,介绍了田间尺度下灌溉施肥地表水流与溶质运移耦合模型的机理及数值解法的特点,在此基础上,提出主要研究方向及其内容。
- 章少辉许迪李益农魏志斌
- 关键词：灌溉施肥水流运动溶质运移
