基于hydrus模型的一维及三维入渗条件下土壤水盐运移规律研究

《基于hydrus模型的一维及三维入渗条件下土壤水盐运移规律研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：学号：2012104020单位代码：10759石河子大学硕士学位论文基于HYDRUS模型的一维及三维入渗条件下土壤水盐运移规律研究学位申请人李远指导教师郑旭荣教授申请学位门类级别工学硕士学科、专业名称农业水土工程研究方向节水灌溉理论与技术所在学院水利建筑工程学院中国·新疆·石河子2015年6月ResearchontheTransportofSoilWaterandSaltUndertheConditionofOneDimensionalandThreeDimensionalInfiltrationBasedonHYDRUSMo

2、delADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringByLiYuan(AgriculturalSoilandWaterEngineering)DissertationSupervisor:Prof.ZhengXu-rongJune，2015摘要滴灌具有明显的节水、增产等特点。滴灌土壤水分和盐分的分布规律是滴灌系统设计和灌溉制度制定的基础，而一维土壤水盐运移规律是研究土

3、壤水盐运移的基础。通常研究土壤水盐运移规律的方式是室外试验，但室外试验研究不但耗费时间、人力、财力，而且在试验过程中容易受到自然和人为因素的影响，所以易产生较大的误差。近几年，计算机科学的发展迅速，国内外许多专家开始利用非饱和水运动理论和溶质运移理论为基础，构建数学模型对土壤水盐运移规律进行模拟，此方法具有简便、快捷、受干扰因素较少等优点，其中HYDRUS软件是目前模拟水分和溶质运移应用比较广泛的计算机软件。因此，本文利用HYDRUS软件对粘壤土的土壤水分和盐分的运移规律进行模拟研究。在以室内试验的基础上，求得土壤水分和溶质运移的相关模型参

4、数，并验证模型。通过模型模拟研究分析土壤容重、积水深度和初始含水率对一维积水入渗的土壤水盐运移的影响，以及土壤容重和滴头流量对点源滴灌土壤水盐运移的影响。通过对不同试验条件下土壤水盐运移规律的分析，主要得出以下结果：(1)一维积水入渗的土壤湿润锋、入渗率和点源滴灌的土壤水平和垂直方向的湿润锋均与时间呈幂函数关系。(2)土壤容重、积水深度、初始含水率对一维积水入渗土壤水分的分布有显著影响。土壤入渗率、湿润锋随容重的增大而减小，土壤容重越大剖面平均含水率越小；土壤入渗率、湿润锋随积水深度的增大而增大，土壤积水深度越大剖面平均含水率越大；初始含水

5、率越大土壤入渗率越小，但湿润锋深度越大，土壤初始含水率越大剖面平均含水率越大。(3)土壤容重对一维积水入渗土壤盐分的分布有显著影响，在相同的初始条件和边界条件下，容重为1.4g/cm3、1.45g/cm3、1.5g/cm3、1.55g/cm3，随着容重的增大脱盐系数减小、积盐系数增大、表层脱盐率和最大积盐量减小，随着容重最大积盐率分别为210.64%、156.55%、110.04%、81.65%，最大积盐位置为36cm、30cm、26cm、22cm。(4)积水深度对一维积水入渗土壤盐分的分布影响较小，积水深度差值较大时影响显著，在相同的初始

6、条件，积水深度为1cm、4cm、7cm、10cm，随着积水深度的增大脱盐系数、积盐系数、表层脱盐率和最大积盐量越大；最大积盐率及其深度分别为156.55%、160.95%、165.09%、168.91%和30cm、31cm、32cm、33cm。(5)初始含水率对一维积水入渗土壤盐分的分布影响有显著影响，在相同的积水深度1cm和容重1.45g/cm3，初始含水率为0.05cm3/cm3、0.1cm3/cm3、0.15cm3/cm3、0.2cm3/cm3，随着初始含水率增大脱盐系数减、积盐系数增大，表层脱盐率减小、最大积盐率减小；最大积盐率及其

7、深度分别为132.15%、100.00%、73.92%、52.91%和43cm、46cm、48cm、49cm。(6)土壤容重和滴头流量对三维点源滴灌土壤水分和盐分分布有显著影响，容重越大垂直湿润锋越小，水平方向湿润锋越大；滴头流量越大垂直方向湿润锋越小，水平方向越大。容重越大盐分在土壤湿润体内分布越均为，脱盐系数越小，积盐系数越大，最大积盐量越小；滴头流量越大，盐分在垂直方向脱盐系数越小，积盐系数越大，在水平方向脱盐系数越大，积盐系数越小。I(7)HYDRUS模型能够很好的反映滴灌条件下粘壤土的土壤水分和盐分的运动规律。通过对模型参数的敏感

8、性分析，其中经验参数n对模拟结果影响最大，剩余含水率θr对模拟结果影响最小，饱和含水率θs、α、Ks和αL对模拟结果均有一定影响。HYDRUS软件反推土壤水力参数和溶质运移参数是