蓄水單坑施灌條件下水氮運(yùn)移的數(shù)值模擬.pdf

1、水資源短缺和環(huán)境污染己成為當(dāng)今的世界性問(wèn)題。水分和氮素是作物生長(zhǎng)必不可少的養(yǎng)分，大量施肥又是造成環(huán)境污染的原因之一，因此，研究合理的灌溉施肥是推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展、避免施肥造成環(huán)境污染的有效手段。
　　 本文通過(guò)閱讀大量的文獻(xiàn)，對(duì)土壤溶質(zhì)運(yùn)移的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50979065)，針對(duì)北方干旱、半干旱地區(qū)果園灌溉施肥的問(wèn)題，對(duì)蓄水坑施灌條件下水氮運(yùn)移進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)，并通過(guò)有限元數(shù)值模擬方法進(jìn)行了研究，取得如下

2、成果:
　　 1.蓄水單坑施灌后，水分以坑軸為中心對(duì)稱(chēng)分布，集中分布在中深層;
　　 含水率由蓄水坑中心向四周逐漸減小，最大值出現(xiàn)在坑底附近。水分的這種分布既有利于水分被作物吸收利用，又大幅地減少了水分的地表蒸發(fā)和深層滲漏，很好地體現(xiàn)對(duì)蓄水坑灌法保水性。
　　 2.通過(guò)對(duì)蓄水坑施灌后，氮素隨水分運(yùn)動(dòng)分布在以坑軸為中心的濕潤(rùn)體范圍中。鉸態(tài)氮隨著徑向距離的增大逐漸減小，其最大值出現(xiàn)在蓄水坑壁附近;硝態(tài)氮隨著徑向距離的

3、增大逐漸增加，最大值處于濕潤(rùn)鋒處，即硝態(tài)氮的溶質(zhì)鋒和濕潤(rùn)鋒重合。這種分布使得氮素很容易隨水分被作物吸收利用，同時(shí)還可以有效地減少鉸態(tài)氮揮發(fā)和硝態(tài)氮滲漏損失，體現(xiàn)了蓄水坑灌法保肥性。
　　 3.在假定土壤均質(zhì)各向同性、骨架不變形的基礎(chǔ)上，分別建立了二維水分和氮素運(yùn)移的數(shù)學(xué)模型，并利用有限元法進(jìn)行求解;在試驗(yàn)測(cè)定參數(shù)的基礎(chǔ)上，用C語(yǔ)言編制了計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算，得出模擬結(jié)果，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，模擬值與實(shí)驗(yàn)值吻合較好，說(shuō)明本文所