非飽和土壤水分運(yùn)動(dòng)是自然界水循環(huán)的主要組成部分,在農(nóng)田灌溉和排水以及水資源評(píng)價(jià)等方面起著重要作用。水分運(yùn)動(dòng)方程解析解的研究對(duì)于模擬土壤水分運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及土壤水力參數(shù)的估計(jì)等具有重要的意義。由于時(shí)間分?jǐn)?shù)階水分運(yùn)動(dòng)方程能夠用來(lái)捕獲非飽和多孔介質(zhì)中水分運(yùn)輸?shù)姆遣柶澛儞Q現(xiàn)象,這促進(jìn)了該方程解析解以及數(shù)值解的發(fā)展。本文主要研究工作如下:(1)介紹了土壤水分運(yùn)動(dòng)過(guò)程的研究背景與意義,概括了水分運(yùn)動(dòng)方程解析解、時(shí)間分?jǐn)?shù)階水分運(yùn)動(dòng)方程解析解以及無(wú)網(wǎng)格有限點(diǎn)方法的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展,并給出了分?jǐn)?shù)階微積分的基本理論。(2)運(yùn)用最小作用原理及變分原理將一維非飽和土壤水分垂直入滲問(wèn)題轉(zhuǎn)化為泛函極值問(wèn)題。通過(guò)歐拉-拉格朗日方程和積分中值定理得到了 土壤水分運(yùn)動(dòng)方程的泛函極值解。再利用水平吸滲問(wèn)題的解析解方法,給出了垂直入滲問(wèn)題的泛函極值修正解。數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文提出的修正解析法能夠準(zhǔn)確模擬一維初始含水量均勻分布、地表積水或定水頭條件下非飽和土壤水分垂直入滲過(guò)程。(3)基于經(jīng)典水平吸滲定解問(wèn)題的解析解方法,提出了一維時(shí)間分?jǐn)?shù)階水平吸滲定解問(wèn)題的近似解法。通過(guò)近似解與數(shù)值解的誤差對(duì)比,結(jié)果表明本文近似解析法的有效性...

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1分別采用Hydrus-1D、泛函極值解式(2-20)和修正的泛函極值解(2-23)計(jì)算的土壤水分含量剖面

2基于Brooks-Corey模型的土壤水分運(yùn)動(dòng)方程的近似解rus-1D模擬的土壤含水量剖面。當(dāng)近似解、修正近似解與數(shù)值解的相對(duì)誤差小于選擇值。由圖2-1可以看出，與近似解模擬的土壤含水量剖面相比，修正近似土壤含水量剖面與Hydrus-1D模擬的更為吻合。由于近....

圖2-2參數(shù)α與濕潤(rùn)鋒深度zf的關(guān)系

121dmnfzhnsrrezzSe,夠大，當(dāng)fhmnfzzezd210時(shí)，飽和度Se將大于1，優(yōu)選擇，土壤3的濕潤(rùn)鋒fz為51.5cm時(shí)，0<z<29cm；土<z<40cm；土壤6的濕潤(rùn)....

圖2-3斜率β與進(jìn)氣吸力hd的關(guān)系

圖2-3斜率β與進(jìn)氣吸力hd的關(guān)系Fig.2-3Relationshipbetweentheslope(β)andhd.滲問(wèn)題中，累積入滲量與濕潤(rùn)鋒的關(guān)系一般全九[21]等給出了兩者之間近似線性的關(guān)系與時(shí)間的表達(dá)式，兩者之間的關(guān)系為非線性數(shù)的累積入滲量的近....

圖2-4分別采用Hydrus-1D、式(2-29)和式(2-30)計(jì)算得到的累積入滲量隨濕潤(rùn)鋒變化過(guò)程

別采用Hydrus-1D、式(2-29)和式(2-30)計(jì)算得到的累積入滲量隨濕潤(rùn)nshipsbetweencumulativeinfiltrationcalculatedusingHydrus-1D,Eq.(2-andthedepthofthewet....

本文編號(hào)：3926544