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1、北方平原地区降雨入渗分析计算1998年第1期河北水利水电技术3北方平原地区降雨tN.渗分析计算胡浩云郭凤台(华北水利水电学院;~751;邯郸056021)摘要对不同土质的土壤^渗特哇和降雨入渗规律应用数学模的方法进行埋沦计算,定量分析了土质,初始含水率,雨量及雨型对入渗的影响在此基础上建立不同土质岳件下累积入渗量^渗率的关乐曲线.井对北方平原地区的『三水转化进行分析计算.提出了宴行降雨多年调节的工程模式关键词降雨八渗敷值摸扭灌着补一体化1课题研究目的北方平原地区主要利用地F术资源,而地下水资源的主要补给来源是降雨.如果能通过田间工程措施,增
2、加降雨人渗,则可增加降雨对地下水的补给量.使开采利用的地l水尽快得到恢复.应用非饱和土壤水分运动理论和数学模拟方法,借助于河北南部平原曲周,丘县的降雨资料,对不同土壤的田间^渗规律进行r研究,提供了对降雨实行多年调节的理论依据.在此基础针对不的田间土壤地区,提出r实现降雨多年调节,U丰朴炙,充分利用当地降水资源的新型工程模式.2降雨人渗规律分析影响田问土壤降雨^渗的因素很多,如土壤质地,地l,水位埋深土壤含水率,降雨量及降雨过程等因此,研究降雨入渗,要进行多种方案的田间试验.工作量大,周期长,且许多试验条件人工难实现.室内试验也难于满足要求
3、干lI用计算机,可灵活的模拟各种试验条件.在短期内即可完成多种方案的模拟计算.所"采用计算机模拟研究降雨凡渗规律是一条便捷的途径.但是模拟计算结果是否能反映出间实际情况.模型中各参数的取值等还要通过室内试验和【】=『问试验来检验.该课题也结台做了一定的室内和田问试验工作.2.1建立数学模型平原地区的降雨^渗,可简化为一维垂直入渗问题,根据非饱和土壤水分运动理论,可写出士壤水分运动基本方程如l,:30=[o(日J差]一()由于降雨过程中降雨强度变化多样.当土壤表面无积水,降雨强度小于土壤人渗能力时,可看作是上边界通量控制的第二类边界条件;当土
4、壤表面有积水(或降雨强度大于t壤入渗能力)时.可看作是上边界保持薄层积水的第一类边界条件.故研究中采用上述两种边界条件的数学模型.第一类边界条件基本方程如式(1),定解条件为:f【.OJ=0¨(2)0(0,)=(2)口(,)=0一一(L)第二粪边界条件基本方程同式(1),定解条件为0)=乩()(f=0,0≤#≤L)Co)鬟+K(=R(0≤￡≤7I,=o)(3),J=00()(0≤,≤T,=L)上述各式中D,K为非饱和土壤水分运动参数,由室内试验求得:0o(=)为计算深度内初始土壤含水率剖面;L为计算深度,取=30miR为降雨强度.由于上述方
5、程为非线性的偏微分方程不易求得解析解,故乐用有限差分方法求解,据此编制了计算机程序.进行求解计算22降雨凡渗过程分析对降雨入渗过程的研究.拟在土壤水分运动计算的基础J●III1~…●…I●…J●II●…●……●…●II●…●JJ●_¨I●…●II●…J●JI●…I●¨●…I●…●JI●●●…J●……●●II●…●II●…●I1~11J●…●¨产量高.沧卅I节水指数位次比灌溉定额靠后,因为农作物产低.唐山节水指数位坎前移除了单产较高外还和水稻种植面积大有关.石家庄位攻前移也是因为单产较高.张家El灌溉定额虽然比石家庄,唐山低.但节水指数却很小
6、,也是因为农业产出较低造成的.可看出,节水指数的计算公式考虑取水量与产量之间的关系.从节水有度看,该洼比灌溉定额评价方法更为直观.4结语在评价农灌节水水平过程中,笔者引入工业计算节水指数l的方法,并结合农蔼本身特点,在充分考虑农作物产出,作物种类种植结构,气候及土壤等条件下.提出农灌节水指数计算公式.这是一种评价农灌节水水平的新方凌.经实例分挣此方法是可行的,较灌溉定额法评价农灌节水水平,考虑因索全面,结论可靠作物单位产量取水量参考标准及公顷灌溉需水量参考标准.应根据评价所需来确定.用不同参考标准,计算的节水指数不相同.但是.各区域节水水平
7、的相对位坎不变参考文献I鲁学仁等华北暨腔东地区水资源研究中国科学技术出版社,19936c收罄甘婀19t~7一10一J{】{Jj{4胡浩云郭风台:北方平原地区降雨入渗分析计算1998年1期上,分析建立入渗率和累积入渗量之间的关系,再以此分析降雨入渗,地表积水过程.首先对沙壤土,糟质轻壤土,中壤土和重壤土,在各种不同的土壤初始含水率情况进行了模拟计算,并通过对相同时捌入渗率和累积入渗量的分析,得出各种初始含水率情况下入渗率和累积入渗量之间的关系.并应用GRAHTOOL软件拟合出关系式如下}f,=0.033954F一'0铀=0.15lf:0028
8、109F0:O20中壤土1,:o022345F枷日58s35:025"【f=0016596F"0:030上述公式可归纳为,=n的形式.现将各种土壤的参数和6列于表1囊1备种土壤不
