利用HYDRUS—1D模拟积水条件下水盐运移.pdfVIP

2013年 第5期 黑 龙 江 水 利 科 技 No．5．2013 (第41卷) HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancy (TotalNo．41) 文章编号：1007—7596(2013)05—0092—03 利用 HYDRUS一1D模拟积水条件下水盐运移 孙 毅 (辽宁省农村饮水工程技术中心，沈阳 111000) 摘 要：利用 HYDRUS--1D模型对积水条件下的水盐人渗和再分布过程进行模拟，结果发现 湿润锋、含水率和盐分的模拟值与实测值非常接近，相关系数 R2和均方根误差 RMSE 的值分别为0．99、0．95、0．94；4．1CITI、0．0002cm ／cm 、0．21mS／cm，这些结果说明该 模型可以模拟积水条件下的水盐运移，为设计合理的灌水量提供了一种新的工具。 关键词：HYDRUS—lD模型；积水入渗；再分布；相关系数 ；均方根误差 ；灌水量 中图分类号：TV143 文献标识码：A 0 引 言 1 试验材料和方法 积水人渗是 自然界普遍存在的现象，主要是由 1．1 样点选取 于降水或灌水强度大于土壤的人渗能力。它与未产 采用一维垂直积水人渗试验进行土壤水盐运移 流条件下水分及溶质运移的主要区别在于不同的边 规律的研究。为了能更详细观测人渗过程，土柱采 界条件，为了能够更好地了解积水条件下水及溶质 用透 明有机 玻璃制作，垂直土柱 内径8cm，高 的运动规律，许多科研人员进行了研究。 100cm，利用马氏瓶稳压供水，截面积为30em ，高 1911年 Green和 Ampt提出的基于毛管理论的 80cm。土样容重1．4g／cm ，每层10cm进行装土。 积水入渗模型…，它服从饱和一一非饱和型 Darcy定 试验过程中垂直土柱维持积水深度为2cm。待灌至 理，符合Darcy定理的基本 内涵 J，并且假设积水深 设计灌水量，停止供水，将土柱上层2cm深度水量 度不随时间变化。同时，由于形式上的简单和通过 排干，进行再分布试验，待湿润锋达到指定位置后试 代数形式将重力作用和基质作用截然分开，为人们 验结束，进行取样。含水率利用烘干法进行测定，土 分析复杂问题提供 了有效的手段 。 壤盐分利用电导法(土水比l：5)进行测定。 随着计算机技术的快速发展，计算机数值模型 1．2 模型及参数选定 被开发并广泛应用。目前，为提高土壤含水率和保 模型及参数选定共包括6个问题： 证作物产量，冬灌和春灌作为最常规的灌溉措施被 1．2．1 模型介绍 广泛应用。但由于观念陈旧和操作上的不规范，经 HYDRUS1一D是基于微软 windows环境，分析 常造成大量的水资源浪费。本文正是以该问题为切 变饱和孔隙介质中水流和溶质运移的模拟软件。它 人点，利用HYDRUs—lD模型模拟积水条件下的水 可以用数值法求解饱和非饱和水流的Richard方程 盐人渗过程和再分布过程，希望为设计合理的灌水 和热量、溶质运移的对流一弥散方程。水流方程中 量提供依据。 加入了一个汇项，用来解释植物根系对水分的吸取。 [收稿 日期】2013—01—22 [作者简介]孙毅(1981一)，男，辽宁大连人，工程师，研究方向为水土环境与农村供水及排水。 一 92 — 孙 毅：利用 HYDRUS--1D模拟积水条件下水盐运移 第5期 溶质运移方程考虑液相的对流一弥散作用和气相的 利用统计方法计算相关系数 ( )和均方根误 扩散作用，溶质运移方程还包括固一液相问的非线 差 (RMSE)评价模型模拟的准确性。 性不平衡反应、气液一两相线性平衡反应、零 阶反