非饱和土壤中的水分是联系地表水与地下水的纽带,是田间作物赖以生存的源泉。研究田间土壤水-盐分运移规律,对干旱半干旱地区的农田土壤水分预测预报及合理灌溉、发展节水型农业尤为重要。 数值模拟是科学计算应用于科学和工程技术的一个重要方面。本文采用了目前一种较新的数值计算方法——有限体积法。它的优点是:积分守恒对任一控制子区域以及整个计算区域都能得到满足,因而即使在粗网格情况下,也显示出准确的积分守恒,计算结果较为精确;其二,积分网格划分较为灵活,因而在边界条件的处理上也较为方便。 本文以土壤水动力学、溶质运移原理为基础,建立了一维入渗条件下的非饱和土壤水分和溶质运移数学模型,并且完成了数学模型的数值求解过程的理论推导,采用MATLAB语言进行编程计算。通过实验资料对所建立数学模型及其数值求解方法的合理性与可靠性进行了验证。本文的工作主要有如下几个方面: 1 建立了一维非饱和土壤水分垂向入渗的有限体积法数值模型。并利用该数值模型对室内试验入渗结果进行了数值模拟,模拟结果比较准确。 2 建立了一维非饱和土壤中水平和垂向溶质运移的有限体积法数值模型。并利用该数值模型对水平和垂直入渗试验结果进行了数值模拟,与实测资料对比分析表明,数值分析方法对土壤水-盐运动的模拟是有效的、适用的。 3 通过对有限体积法和有限差分法进行比较,说明了有限体积法能很好地避免差分算法中常常出现的数值弥散和数值振荡现象,因此在模拟土壤水分和溶质运移规律的研究中,该方法是一种很好的数值方法。