膜孔灌自由入渗氮素运移转化特性试验及数值模拟研究

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1、西安理工大学硕士学位论文膜孔灌自由入渗氮素运移转化特性试验及数值模拟研究姓名：穆红文申请学位级别：硕士专业：水文学及水资源指导教师：费良军20070301摘要膜孔灌自由入渗氮素运移转化特性试验及数值模拟研究学科名称：水文学及水资源答辩日期：2007年3月作者姓名：穆红文作者签名：稷钇L，导师姓名：费良军教授导师签名：考移僵论文在查阅和分析总结国内外膜孔灌理论与技术相关文献资料的基础上，结合国家自然科学基金项目“膜孔灌施肥农田氯素运移特性与灌溉质量评价方法研究”的基础上，采用室内试验和理论分析及数值

2、模拟相结合的技术路线，主要研究了施肥条件下膜孔自由入渗水、氮运移转化特性和数值模拟，主要研究成果如下：(1)对膜孔肥液自由入渗条件下土壤铵态氮的运移转化特性进行了试验研究。结果表明，膜孔肥液自由入渗土壤铵态氮在扩散作用下运移缓慢，土壤胶体对铵态氮的吸附作_}}j使铵态氮明显滞后于土壤水分运移，铵态氨主要聚集在膜孔中心附近的土壤范围内；不同时刻土壤氮素含量测定结果发现，灌溉施肥后两周时间内，土壤铵态氮损失了约68％，主要原因是铵态氮被硝化的结果。(2)对膜孔肥液自由入渗条件F土壤硝态氮的运移转化特性

3、进行了试验研究。结果表明，膜孔肥液自由入渗士壤硝态氮受对流一弥散机理作片j，其运移规律和土壤水分相似；硝态氮在土壤中的分布范围和土壤湿润体保持一致；但硝态氮在十壤中的分布有其自身的特点，在膜孔附近范围内其含量很大且几乎保持着同一值，在这个范围以外硝态氮含趟迅速由此值减小为土壤本底值：再分布过程中，湿润区土壤水分趋于均化，而硝态氮含量除在浓度锋附近的土壤内其值有变化，在膜孔中心附近的十壤硝态氮含量在供水结束后200小时内保持相对稳定。(3)通过室内试验研究了尿素在三种施肥方式下的膜孔自由入渗特性。结

4、果表明，膜孔自由入渗条件下尿素分子在对流一弥散机理作用下其运移规律和七壤水分基本一致。土壤胶体对尿素分子有吸附作用，尿素在土壤中运移受到一些阻滞作用，尿素在膜孔附近的范围内含量较高；尿素在土壤中的水解转化的速度很快，本试验条件下土壤中尿素的水解和硝化在15d内基本完成；不施肥与采用深施施肥方式对膜孔自由入渗量和入渗率影响并不明显，灌施入渗量略火于深施，而表施膜孔自由入渗量明显大于灌施和深施，表施膜孔自由入渗湿润深度明显大于灌施与深施，除湿润锋附近外，相同湿润深度处不同施肥方式的土壤含水苗基本相同。

5、(4)建立了膜孔肥液自由八渗土壤水分运动与土壤硝态氮运移的数学模型，采用ADI格式结合Gauess--Seidel迭代法进行模型求解，并通过模型试验对数值计算结果进行了验证。结果表明，模拟值与实测值吻合较好。关键词：膜孔自由入渗：土壤水分、氮素运移转化；施肥方式；数学模型；西安理工大学硕士学位论文WATERANDNlTROGENTRANSPORTANDTRANSLATIONCHARACTERISTICSRESEARCHANDNUMERICALSIMULA『rlONUNDERFILMHOLEFREE

6、INFILTRATlONSubject：HydrologyandwaterresourcesDate：2007．3Author：MuhongwenAdvisor：Prof．FeiLiangjunAbstractSignature：肌峋删s_gna¨e：阳“叼扩肌Basedontherelatedliteratureonthetheoryandtechniqueoffilmholein衄trationfromthehomeandabroad，linkedwiththenationalphysical

7、sciencefunditem“nitrogentransportcharacteristicsandappraisalmethodonirrigationqualityresearchunderfertilizationfarmlandbythefilmholeinfiltration”，thispaperuselaboratorytest，theoreticalanalysisandnumericalsimulationasthetechnicalline．researchthewateran

8、dnitrogentransiclortandtranslationcharacteristicsunderfilmholeinfiltrationandsetuDnumericalsimulationmodel．themainresultswereshownasfollowllings：(1)Doingtheexperimentalstudyonsoilm-q—Ntransportandtranslationcharateristicunderthefilmholefertili