坐水播种时耕层土壤水分入渗的二维数值模拟-农业工程学报.PDF
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第 17 卷 第 2 期 农 业 工 程 学 报 V o l. 17 N o. 2
24 2001 年 3 月 T ransactions of the CSA E M ar. 2001
文章编号: 100226819 (2001) 0220024204
坐水播种时耕层土壤水分入渗的二维数值模拟
1① 1 2 2 2
郭维东 李宝筏 纪志军 姜亦锋 颜凡臣
( 1. 沈阳农业大学, 沈阳 110161; 2. 辽宁水利水电设计研究院)
摘 要: 描述了坐水播种时土壤水分入渗的物理过程, 根据非饱和土壤水运动理论, 对其建立了二维数学模型, 用
交替隐式差分法进行了求解, 并用室内试验验证了数值模拟结果。通过对模拟结果的分析, 说明了回土量、较低土
壤初始含水率以及种沟宽度对入渗过程的影响, 由此提出了坐水播种实践中控制回土量的3 个条件。
关键词: 坐水播种; 土壤水; 入渗; 数值模拟
中图分类号: S352. 5+ 3; S365 文献标识码: A
坐水播种的土壤水分入渗过程尚没有人进行研 饱和的。
究, 播种时的各种因素如种沟宽度、初始土壤含水
2 数学模型
率、灌水量、回土量等对入渗过程的影响尚不得而
( )
知, 播种实践中的许多问题如漂种、回土量不合理等 将坐水播种 条灌 的土壤水分运动问题近似为
亟待解决, 而且, 土壤水分入渗的研究是研究土壤水 [ 1 ]
与种沟轴线垂直的平面上的二维渗流问题 , 取 Z
分再分布的前提。 ( )
轴向下为正。若假定, 在研究范围内 耕层内 , 种沟
中回土、沟壁及沟底的各层土壤为同性均质的, 而且
1 坐水播种物理过程
机具灌水量均匀; 种沟断面形状是规则的矩形; 在入
坐水播种时, 用开沟器在土壤中开出种沟, 然后 渗期间, 忽略蒸发对入渗的影响, 忽略沟底积水的静
开始灌水于种沟内, 从这一时刻起, 入渗过程就开始 水压力影响, 不考虑压力势; 回土是沿整个沟底均匀
了, 直到种沟内沟底无积水, 入渗过程则告结束; 待 地落入种沟; 任一时刻, 湿润区内任一点土壤含水率
种沟中覆土后, 才开始进入入渗后的土壤水分再分 均为近饱和含水率 H 。此时土壤水分运动基本方程
b
布阶段。 为
5H 5 5H
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