【技术实现步骤摘要】
一种不同入口阻力条件下暗管排水排盐数值模拟方法和装置
[0001]本专利技术属于农业排水排盐模拟暗管布设
，具体涉及考虑不同入口阻力条件下暗管排水排盐数值模拟方法和装置。
技术介绍
[0002]土壤盐碱化是危害全球农业环境的难题，是造成耕地资源短缺、生态环境恶化的主要原因之一。暗管是有效的农田排水排盐方式之一，其可避免排水沟占地面积大、易坍塌等问题，具有使用寿命长、便于农业集约化和机械化发展等优点。但要使暗管发挥较好的排水排盐作用，必须确定合理的暗管布局，主要包括暗管埋深、间距和管径。
[0003]目前常用于研究暗管布局的方法主要分为田间试验法和数值模拟法。田间试验法通过在田间设置不同的暗管布局方式，测定不同暗管布局下暗管排水排盐量并进行对比和分析。但这种方法耗时耗力，且不可避免地存在试验误差，所得推荐暗管布局也往往仅适用于试验条件。目前的数值模拟模型和软件大多存在适用尺度具有局限性，以及无法考虑不同的暗管入口阻力对暗管排水排盐量影响的问题。
[0004]为了模拟和分析不同暗管入口阻力条件下暗管排水排盐量，确定适宜的暗管布局参数以保证暗管排水排盐效果和排水排盐需求，需要开发可以考虑不同暗管入口阻力影响的暗管排水排盐数值模拟方法。
技术实现思路
[0005]本专利技术目的在于提供一种不同入口阻力条件下暗管排水排盐数值模拟方法和装置，能够适用于考虑不同暗管入口阻力影响下暗管排水排盐数值模拟，以确定适宜的暗管布局参数以保证暗管排水排盐效果和排水排盐需求。
[0006]本专利技术...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种不同入口阻力条件下暗管排水排盐数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1.收集研究区域基础数据，包括空间地理数据、气象数据、水文地质数据、引水排水数据、已有暗管布局参数；步骤2.基于收集的研究区基础数据，建立研究区域地下水运动和溶质运移数学模型，分别如下(1)式、(2)式所示：式中，i表示x,y,z轴方向；K
ii
为饱和水力传导度张量，LT
‑1；W为外部源汇项，T
‑1；S
s
为含水层贮水率，L
‑1；H为水头，L；Ω为模拟范围，L；s1,s2为模拟边界；φ为第一类边界条件，L；ψ为第二类边界条件，L2T
‑1；式中，θ为含水层介质的孔隙度，L3L
‑3；C
c
为溶质溶解项浓度，ML
‑3；t为时间，T；D
ij
为水动力弥散系数张量；v
i
为沿i轴方向平均渗流速度，LT
‑1；q
s
为外部源汇项单位体积含水层流量，代表源(正值)和汇(负值)，T
‑1；C
s
为源汇项中溶质溶解项浓度，ML
‑3；∑R
n
为化学反应项，ML
‑3T
‑1；步骤3.基于建立的数学模型，建立研究区地下水运动和溶质运移数值模型，进行时间和空间离散，定义模型边界，输入初始地下水位和矿化度、地质参数和源汇项；步骤4.基于收集的实测暗管排水排盐数据，模拟实际不同暗管入口阻力条件下暗管排水排盐量并与实测值进行拟合，得到实际不同暗管入口阻力条件下的修正因子C
sdr
值；步骤5.设置不同暗管入口阻力条件和不同暗管布局参数，进行排水排盐数值模拟；步骤6.输出排水排盐量，根据设计目标确定不同入口阻力暗管的适宜布局参数。2.根据权利要求1所述的不同入口阻力条件下暗管排水排盐数值模拟方法，其特征在于：在步骤6中，不同入口阻力条件下暗管排水量计算公式如下：在步骤6中，不同入口阻力条件下暗管排水量计算公式如下：
式中，Q
d
为每个暗管网格的排水量，L3T
‑1；q
d
为暗排控制区域单位面积排水量，LT
‑1；m为暗管条数；f为暗管长度，L；L为暗管间距，L；K为饱和水力传导度，LT
‑1；d
e
为等效深度，L；h为两暗管连线中心处地下水位到暗管高程的垂直距离，L；C
sdr
为有效半径为r
e,f
的暗管相较于有效半径为r的暗管的水力传导度修正因子的修正系数，可反映暗管入口阻力大小，取值在0～1之间，其值越小表明暗管入口阻力越大，无量纲；D
d
为暗管中心到不透水层的距离，L；r为暗管半径，L。3.根据权利要求1所述的不同入口阻力条件下暗管排水排盐数值模拟方法，其特征在于：其中，在步骤6中，修正系数C
sdr
计算公式如下：计算公式如下：计算公式如下：式中，C
d
为暗管排水水力传导度校正因子，其用于考虑实际暗管周围包裹材料的渗透性显著大于土壤渗透性的影响，无量纲；D为包含暗管周围需要调整饱和渗透系数区域的网格边长，L；r
e,f
为暗管有效半径，L；ρ
d
为暗管周围需要...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱焱，杨威，杨洋，伍靖伟，杨金忠，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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