畦灌施肥条件下地表水流溶质运移模型研究

【摘要】：畦灌施肥技术以其先进性,在灌溉作物生产系统中具有极大应用潜力,但缺乏设计和管理工具制约了该方法的有效性能及进一步的推广使用。本研究利用一维零惯性模型为灌溉水流中的氮肥运移模拟提供了水动力学基础,通过分离运算器方法对溶质运移方程一维的对流一扩散公式进行了数值求解,从而形成了地表溶质运移的耦合模型。数值求解方法采用上游加权有限差分法和 Crank-Nicolson 差分格式相结合,并通过网格数量的适当选择,有效克服了对流项离散过程中出现的数值振动和数值弥散问题。对比检验结果显示,本模型的数值解与相应的解析解有很好的吻合性,在弥散度较小的条件下仍然具有较高的精度,在畦灌施肥中具有很强的适用性。因此,本溶质运移模型与畦灌水流模型对畦灌地表水肥模型进行联合模拟,可为评价畦灌施肥系统性能提供依据,而且可计算地表水肥通量,作为上边界条件,为土壤溶质运移模型 HYDRUS-1D 精确模拟土壤水肥迁移提供基础。