基于FLUENT土壤养分渗流扩散的数值模拟研究
2021-07-30赵崤隆初燕芳李云川
江西农业学报 2021年7期
赵崤隆,初燕芳,李云川,王 静
(1.云南农业大学 资源与环境学院,云南 昆明 650201;2.云南省高校城乡水安全与节水减排重点实验室,云南 昆明 650201;3.云南农业大学 水利学院,云南 昆明 650201)
土壤作为以疏松状态存在于陆地表面并具有肥力的动态自然体,其养分的运动行为以质流和渗流为主,养分随下渗水流下渗融入土壤是植物根系拉伸生长和吸收营养物质的前提。在降雨量大、强降雨集中的湿润、半湿润地区,土壤养分传输、运移作用明显,这一方面使植物更容易吸收养分,另一方面没有被植物吸收的一部分养分会在运动过程中流失,导致土地质量和土壤肥力下降。降雨入渗是养分渗流的重要环节,从渗透机理出发研究土壤的入渗规律和特性,将所得到的渗透曲线应用于所建立的养分运移模型来模拟养分渗流特征,可以为养分有效利用、减少养分流失提供科学依据。目前对于土壤养分渗流规律的研究方法主要是试验和数值模拟相结合的方法,例如:Viotti等建立了一维非饱和土壤中溶质迁移方程,研究了输入不同参数情况下溶质浓度的分布特点[1];张家炳等建立了水分与溶质运移的数学模型,并用该模型模拟了入渗过程中离子的运移规律[2-3];Kumar等通过无网格法分析了二维非饱和多孔介质中溶质迁移问题[4];陶亚奇等采用Voronoi图分裂法来构造与真实土壤相仿的虚拟土壤,并输入到随机行走模型中对土壤溶质迁移进行数值模拟,从而分……
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