[发明专利]区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法和装置

说明书

本发明提供了一种区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法和装置，能够确定合理的暗管参数和大范围暗管布局条件下的水盐动态。本发明所提供的方法包括：步骤1.收集研究区域基础数据；步骤2.基于步骤1收集的基础数据，建立研究区域地下水流、溶质数学模型；步骤3.结合基础数据，建立研究区地下水流、溶质数值模型，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、地质参数和上边界源汇；步骤4.率定验证模型；步骤5.在暗排区细化网格，基于暗管布设历史资料确定暗管布局参数；步骤6.模拟暗管排水条件下区域水盐动态，输出排水排盐量，根据设计目标和区域实际情况调整暗管布局参数和暗排区布置方式以达到暗排系统设计目标。

技术领域

本发明属于农业排水排盐模拟暗管布设技术领域，具体涉及盐碱化地区大范围暗管布局及排水排盐数值模拟方法和装置。

背景技术

土壤盐碱化是世界性的资源问题和生态问题，是造成耕地资源短缺和生态环境恶化的主要原因之一。暗管对土壤盐碱化改良有非常明显的效果，可以有效降低土壤含盐量和改善盐碱土地理化性质。暗管排水排盐研究中的重点是暗管的工程布局问题，暗管埋深、间距、半径的确定，是暗管排水排盐系统设计的关键技术和主要任务。

目前确定暗管布局方式有田间试验和计算机模拟两种方法。田间试验是在田间设置不同的暗管布局方式，通过测定特定的指标如排水排盐量、作物产量及品质等确定暗管布局方式。但这种方法仅针对特定情况，如固定的作物、特定的地区，且试验周期较长，费用较高，指标测定复杂。目前的计算机模拟程序大多无法反映大规模暗管布局条件下整个区域上地下水位、水质情况，无法确定整个区域上暗管系统的排水排盐效果。

为了确定合适的暗管埋深、间距、半径等参数，以及大范围暗管布局条件下的地下水盐动态，保证排水排盐效果，需要开发更为高效和准确的计算机模拟方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法和装置，能够适用于大区域暗管排水排盐的模拟，以确定区域上合理的暗管参数(埋深、间距、半径)和大范围暗管布局条件下的水盐动态。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

方法

本发明提供一种区域暗管布局及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；

步骤2.基于步骤1收集的基础数据，建立研究区域地下水流、溶质数学模型分别如式(1)、式(2)所示：

式中，K_xx,K_yy,K_zz为渗透系数在x,y,z轴方向的分量，LT^-1；h为水头，L；W为外部源汇项，T^-1；S_s为含水层贮水率，L^-1；Ω为模拟范围，L；s₁,s₂为模拟边界；φ为定水头边界，L；ψ为定流量边界，LT^-1；