农田地表径流中溶质流失规律研究

本文根据地表径流中溶质流失的流动特征和物理规律,基于矢量合成概念,建立了二层解析模型,描述从降雨开始径流使水溶质在地表的流失过程.该模型考虑了土壤中溶质的入渗和扩散作用,通过非完全混合参数得到表面流失和入渗的合成.在溶质质量守恒和水量平衡的基础上,将土壤混合层和积水径流混合层作为研究对象,得到解析解.根据前人的实验结果,利用本文所提出的模型,分析了无积水和有积水时地表径流水中的溶质浓度,模拟结果基本能够反映径流溶质浓度变化特征,为农业面源污染的分析提供有意义的参考.     

倾斜地下水含水层3维简化数值模型

针对倾斜含水层三维简化数值模拟问题,提出了柱体单元水头梯度平均面的概念,建立了倾斜非等厚柱体单元水头梯度平均面的计算方法。以水头梯度平均面为基础,进行柱体单元水量均衡计算,得到不规则柱体单元的侧向流量项和弹性释水项,含水层层间水力联系通过有限差分法进行计算,由此建立倾斜含水层三维简化数值计算模型,运用该模型模拟了不同条件下地下水运动状态,将模拟结果与通用地下水模拟软件Visual Modflow和Feflow进行对比分析,模拟得到的水头结果正确、合理、处理边界更加方便,计算效率较高。     

干旱地区灌区水盐运移及平衡分析

黄河流域多数灌区存在着耗水机理不清、水资源利用率低、土壤次生盐碱化等许多问题.为合理配置和有效利用灌区地表、地下水资源,改善灌区生态环境,本文选择内蒙古河套灌区的义长灌域作为研究区域,建立了非农区一农区一水域的水盐运移及均衡模型,并利用该模型对水分在各个环节的转化与消耗、以及水盐的迁移进行了定量分析.结果显示,农区脱盐量的75%随地下水迁移到了非农区.说明了灌区内排水和旱排的重要性.     

基于 EnKF 的新安江模型参数和变量同步估计方法

数据同化方法可提高数值预报的时效性和准确性,且该方法已在水文领域得到应用,并得到快速发展。为了提高新安江模型径流模拟预报精度,采用集合卡尔曼滤波方法同化径流数据,对参数和状态变量进行同步校正估计。通过对三水源新安江模型进行理想条件下的数值实验,在同时考虑模型自身、模型参数以及观测数据的不确定性的情况下,分析了参数均值和方差改变、集合大小、同化参数的敏感性以及相关性分析对同化过程的影响。结果表明:集合卡尔曼滤波算法具有可行性,且参数均值越接近真值、方差适当增加,集合大小适中,同化参数敏感性较低以及参数与变量间相互独立时,能在一定程度上增加径流同化精度。该研究可为同类型参数同化估计提供一定参考依据。     

灌溉田块中污染物流失规律的数值模拟及其验证

本文将土壤中水流运动和溶质迁移结合,考虑降雨、扩散和对流作用对溶质地表径流损失的影响,对溶质的地表损失规律进行研究,建立了新的水流和溶质迁移模型。通过室内土壤实验对该模型进行了验证,实验数据和模拟结果吻合良好。此模型可用来分析灌溉田块中溶质地表及地下流失,为农业面源污染分析提供参考。