[发明专利]一种确定允许喷灌强度的方法

说明书

本发明公开了一种确定允许喷灌强度的方法，属于灌溉领域。所述方法通过测量坡地的坡度、坡顶边界长度和坡长，然后根据坡地的坡度、坡顶边界长度和坡长对坡地网格化得到坡地包括的每个土壤块，构建每个土壤块的差分方程，通过对每个土壤块的差分方程进行求解最终得到允许喷灌强度，由于差分方程考虑地表滞蓄能力，使得确定的允许喷灌强度较合适，使土壤得到有效灌溉，且避免土壤有较深的积水，节省水资源。

技术领域

本发明涉及灌溉领域，特别涉及一种确定允许喷灌强度的方法。

背景技术

单位时间内喷洒到地面的水层深度称为喷灌强度，喷灌强度过小，造成喷灌时间延长，水分蒸发损失加大；喷灌强度过大，会形成地表积水和径流，侵蚀表土，破坏土壤结构，影响喷灌效果。因此，在设计田间喷灌系统时，需要确定一个合适的喷灌强度，使得在喷灌过程中地表不产生径流，同时土壤结构基本上不被破坏，这个合适的喷灌强度最大值通常被称为土壤允许喷灌强度。

土壤允许喷灌强度受土壤类型、土壤的结构、湿度和机械组成、喷灌地段的坡度、雨滴粒径和喷洒历时等许多因素的影响。关于平地且不考虑地表滞蓄能力的允许喷灌强度确定，许多文献已有专门叙述，地面为倾斜情况和考虑地表滞蓄能力的允许喷灌强度研究尚不多见。与平地不同，喷灌地段具有复杂多变的几何形状，允许喷灌强度亦因地表滞蓄能力、土壤条件和地面倾斜度的透水性而异，因此考虑地表滞蓄能力的坡地允许喷灌强度的确定远比裸露平地喷灌强度的确定复杂。

目前对平地允许喷灌强度的确定也多靠试验或经验的方法，并无具体的计算方法；坡地允许喷灌强度的确定还一直是在平地允许喷灌强度的基础打一折减系数的方法得到坡地允喷灌强度。但这种方法确定的喷灌强度的准确性很低，而且也未考虑地表滞蓄能力，常常使确定的喷灌强度较小，导致土壤得不到有效灌溉，或者使确定的喷灌强度较大，导致土壤有较深的积水，浪费水资源。

发明内容

为了节省水资源，本发明提供了一种确定允许喷灌强度的方法。所述技术方案如下：

本发明提供了一种确定允许喷灌强度的方法，所述方法包括：

第一步：确定坡地的坡面、下边界、坡顶边界和坡脚边界，测量坡地的坡度α、坡顶边界长度H和坡长L；建立以所述坡地的顶点位置为坐标原点，以垂直坡面且向下方向为z轴正向，沿坡面向下方向为x轴正向的直角坐标系；

第二步：沿x轴方向以预设第一步长△x以及沿z轴方向以预设第二步长△z，对所述坡地的截面进行网格化，使所述坡地形成m*v个土壤块，m＝L/△x，v＝H/△z；所述m*v个土壤块包括M个内土壤块和N个外土壤块，所述外土壤块包括位于所述坡面上的土壤块，位于所述下边界上的土壤块、位于所述坡顶边界上的土壤块和位于坡脚边界上的土壤块，M＝(m-2)*(v-2)，N＝2(m+v-2)；

第三步：测量在所述坡地包括的每个土壤块(i,j)在第0单位时间内的土壤体积含水率其中i＝0、1……m，j＝0、1……v；

第四步：根据所述M个内土壤块中的每个内土壤块(i,j)，构建(m-1)×(v-1)个如公式(1)所示的差分方程，i＝1、2……m-1，j＝1、2……v-1；