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我国北方地区不仅存在干旱问题,水土流失问题也相当严重。寻求适合于北方地区保水抗旱、高效灌溉的新方法是十分必要的。蓄水坑灌法是一种适合于我国北方山丘区的果林灌溉新方法,既可满足节水、保水、抗旱的要求又能充分利用当地降雨径流和有效控制水土流失。对该方法进行理论和应用研究将对我国北方地区果林节水灌溉和水土保持与生态建设起到积极的促进作用。 本论文对蓄水坑灌法的土壤水分运动进行了数值模拟和试验研究,并对蓄水坑灌法的技术要素进行了初步的探讨。研究的方法和内容主要有: 1.从土壤水动力学的基本理论出发,根据蓄水坑灌法的灌溉条件建立了蓄水单坑非均质土壤水分运动数学模型。利用ADI(交替方向隐式差分法)结合Gauess—Seidel迭代法对模型进行数值求解。利用模型的计算结果得出了单坑注水量与湿润锋最大水平推进距离之间的关系,并据此确定了坑距。在此基础上,通过对多坑干扰入渗条件下土壤水分入渗特性进行分析, 太原理工大学硕士研究生学位论文建立了蓄水多坑非均质土壤水分运动数学模型,并对其进行数值求解。 2.利用蓄水单坑土壤水分运动试验装置结合负压计进行蓄水单坑灌水试验。研制了蓄水多坑土壤水分入渗及水分运动的试验装置。利用该装置进行室内的蓄水多坑灌水试验,直接对水分的入渗过程和湿润锋变化进行观测,并通过Y射线仪装置测量整个土体剖面上含水率的分布状况。 3.将计算结果与实测结果进行对比,可以看出两者有较好的一致性。说明所建立的数学模型能够反映蓄水坑灌条件下的土壤水分运动状况,其数值求解方法也是可行的。 本文所做的研究工作将对蓄水坑灌法技术要素的设计提供依据,研究结果对蓄水坑灌法的进一步研究具有重要的价值。