简介

物理模拟

数学模拟

简介

guangai paishui moni

灌溉排水模拟

irrigation and drainage simulation

利用模型与原体运动相似的原理，对灌溉排水进行的模拟试验。主要研究内容包括灌溉排水条件下的地面水、地下水和土壤水分、盐分等运动规律，探讨各要素之间的相互联系、影响和转化，分析其动态特征，寻求适宜的灌排工程规格标准，制定出合理可行的计算方法与运行方式，为灌溉排水的规划设计以及管理运用提供科学依据。灌溉排水模拟，一般可分为两种类型。

物理模拟

利用模型与原体的物理相似性，而进行灌溉排水的模拟试验。这种模拟能较好地反映研究对象的物理特征，通过模拟试验，揭示某些未知的重要客观现象，显示其内在规律。物理模拟可分为两种。①直接物理模拟：用水流直接体现运动之间的相似性。例如模拟灌溉条件下，水在沟畦中的运动，可采用沙盘或具有一定宽度的土槽，作成形状与大田相似的灌水沟和畦块，通过放水观测其流动过程中水舌向前推移和水分向下入渗情况；又如模拟渠道渗漏或沟（管）排水引起地段内地下水位升降以及渗流量变化，可采用砂土渗流槽模型。②间接物理模拟：通过测定电和热在模型场内的传导与分布，间接测定水流的运动。例如使用电阻网络模型来测定灌排条件下地下水位升降和渗流量变化等，近年来也开始用于预报灌排地区的水盐动态。此外，还有利用粘滞液体在窄缝中流动与渗流相似而制成的狭缝槽模型，利用水阻力管代替不同性能渗透介质而制成的水力积分仪模型，和利用弹性材料作成的薄膜模拟装置，用以测定沟、渠和机井影响范围，以及田间地块的地下水动态等。

数学模拟

用数学方程描述灌排条件下水流的运动，在给定的已知运动边界条件下，通过解析法或数值计算，求解水流运动的规律，这种方法称为数学模拟。利用常微分方程和复变函数保角变换等解恒定渗流问题，以及利用偏微分方程和拉普拉斯变换等解非恒定渗流问题，属于解析解法；利用有限差分法、有限单元法和边界元法等解恒定与非恒定流问题，则属于数值解法。随着近代计算技术的发展，电子计算机应用的普及，数值解法在灌溉排水数学模拟方面得到越来越广泛的应用，对于解析法难以求解的复杂问题，数值法有其显著的优越性，但数值模拟结果，还须用物理模拟试验进行验证。