[发明专利]一种全膜双垄沟水肥运移的预测方法及系统

权利要求书

1.一种全膜双垄沟水肥运移的预测方法，其特征在于，包括：

构建水肥运移模型；所述水肥运移模型包括土壤水力模型和溶质运移模型；

基于数据库的数据、所述土壤水力模型和所述溶质运移模型获取三维可视化全膜双垄沟模型；

确定所述第二水肥运移模型所需参数，并根据所述所需参数确定所述三维可视化全膜双垄沟模型的边界条件和初始条件；

基于所述三维可视化全膜双垄沟模型进行模拟计算，以对全膜双垄沟降雨后膜下土壤水肥运移变化情况进行可视化显示。

2.根据权利要求1所述的全膜双垄沟水肥运移的预测方法，其特征在于，所述水力模型包括：单孔隙度模型中的Van Genuchten-Mualem model模型和Richards土壤水分运移方程；

所述Van Genuchten-Mualem model模型为：

其中，θ(h)表示土壤相对饱和度，θ_s表示土壤饱和含水率，θ_r表示土壤残余含水率，K(θ)表示非饱和导水率，K_s表示土壤饱和导水率，S_e表示土壤有效含水率，λ，α，m和n均表示经验参数。

3.根据权利要求1所述的全膜双垄沟水肥运移的预测方法，其特征在于，所述Richards土壤水分运移方程为：

其中，θ表示土壤体积含水率，t表示入渗时间，x和y表示水平方向距离z为垂直方向距离，D(θ)表示非饱和水扩散率，K(θ)表示土壤非饱和导水率，S(x,y,z,θ)表示根系吸水速率。

4.根据权利要求1所述的全膜双垄沟水肥运移的预测方法，其特征在于，所述数据库的数据为：模拟时间、迭代步长、土壤理化性质、气象数据、土壤初始含水率和溶质初始浓度。

5.根据权利要求1所述的全膜双垄沟水肥运移的预测方法，其特征在于，所述溶质运移模型的表达式为：

其中，c表示土壤溶液浓度，q_i表示水流通量，D^w_i表示横向弥散系数和纵向弥散系数，θ表示土壤体积含水率。

6.根据权利要求3所述的全膜双垄沟水肥运移的预测方法，其特征在于，所述初始条件为：

所述边界条件为：

其中，θ₀表示t＝0时刻土壤含水率，c₀表示t＝0时刻溶质浓度值，R(t)表示降水强度。

7.根据权利要求1所述的全膜双垄沟水肥运移的预测方法，其特征在于，所述基于数据库的数据、所述土壤水力模型和所述溶质运移模型获取三维可视化全膜双垄沟模型，包括：

获取所述数据库的数据；

将所述数据库的数据、所述土壤水力模型和所述溶质运移模型输入至AutoCAD模型中，得到所述三维可视化全膜双垄沟模型。

8.一种全膜双垄沟水肥运移的预测系统，其特征在于，包括：

第一构建模块，用于构建水肥运移模型；所述水肥运移模型包括土壤水力模型和溶质运移模型；

第二构建模块，用于基于数据库的数据、所述土壤水力模型和所述溶质运移模型获取三维可视化全膜双垄沟模型；

确定模块，用于确定所述第二水肥运移模型所需参数，并根据所述所需参数确定所述三维可视化全膜双垄沟模型的边界条件和初始条件；

可视化模块，用于基于所述三维可视化全膜双垄沟模型进行模拟计算，以对全膜双垄沟降雨后膜下土壤水肥运移变化情况进行可视化显示。