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地面灌溉优化技术研究及实用手册模型验证结果

【摘要】:上述参数中,断面参数根据灌水方式和灌水条件计算确定,α值和β 值根据断面参数和入渗计算选定,其余参数根据大田实际灌水情况确定。图6.3运动波模型数值模拟结果验证图 图6.4运动波模型数值模拟结果验证图 (未耕地)退水过程吻合较差的主要原因是大田地表的平整程度差。

1.基本资料

分别用两种结构土壤(冬小麦地和未耕地)条件下进行的大田灌溉实测数据进行模型验证。各种土壤条件下的灌水畦田和入渗参数见表6.1。

表6.1 灌水畦田规格及土壤入渗模型参数表

2.模型参数

运动波模型用于畦灌水流运动时,需确定以下参数:畦田断面系数和断面指数σ1、σ2、ρ1、ρ2;推进峰单元地面上水流剖面系数β和地下入渗剖面系数α;退水标准及地表糙率值;时间权重系数θ和空间权重系数Φ。

上述参数中,断面参数根据灌水方式和灌水条件计算确定,α值和β 值根据断面参数和入渗计算选定,其余参数根据大田实际灌水情况确定。

根据前述断面参数的定义和采用实测资料反求的方法确定畦灌条件下的模型参数见表6.2。

表6.2 运动波模型参数表(www.chuimin.cn)

3.模型验证

由实测数据和模拟数据点绘制冬小麦地和未耕地灌溉水流推进和消退过程曲线见图6.3和图6.4。由图6.3和图6.4可以看出:模拟的推进过程与实测推进过程线吻合很好,退水过程吻合程度要差一些,但其趋势是一致的。

图6.3 运动波模型数值模拟结果验证图 (冬小麦地)

图6.4 运动波模型数值模拟结果验证图 (未耕地)

退水过程吻合较差的主要原因是大田地表的平整程度差。在大田中,从宏观上看很平整的土地,由于其微地形变化引起沿畦长范围内数厘米的变化是很正常的。地表数厘米高程的变化会引起地面灌溉退水时间的很大差异,从图6.3和图6.4的退水过程可以看出,实测曲线的变化本身是比较剧烈的。而模拟条件下,假定地面是按某一坡度均匀变化的,所以模拟条件和实际地表条件的差异导致了退水过程的差异。数值模拟与实测结果的吻合较好,说明用运动波模型模拟地面灌溉水流运动是可行的。