灌溉排水模擬

用數(shù)學(xué)方程描述灌排條件下水流的運動，在給定的已知運動邊界條件下，通過解析法或數(shù)值計算，求解水流運動的規(guī)律，這種方法稱為數(shù)學(xué)模擬。利用常微分方程和復(fù)變函數(shù)保角變換等解恒定滲流問題，以及利用偏微分方程和拉普拉斯變換等解非恒定滲流問題，屬于解析解法；利用有限差分法、有限單元法和邊界元法等解恒定與非恒定流問題，則屬于數(shù)值解法。隨著近代計算技術(shù)的發(fā)展，電子計算機應(yīng)用的普及，數(shù)值解法在灌溉排水?dāng)?shù)學(xué)模擬方面得到越來越廣泛的應(yīng)用，對于解析法難以求解的復(fù)雜問題，數(shù)值法有其顯著的優(yōu)越性，但數(shù)值模擬結(jié)果，還須用物理模擬試驗進行驗證。

①直接物理模擬：用水流直接體現(xiàn)運動之間的相似性。例如模擬灌溉條件下，水在溝畦中的運動，可采用沙盤或具有一定寬度的土槽，作成形狀與大田相似的灌水溝和畦塊，通過放水觀測其流動過程中水舌向前推移和水分向下入滲情況；又如模擬渠道滲漏或溝（管）排水引起地段內(nèi)地下水位升降以及滲流量變化，可采用砂土滲流槽模型。②間接物理模擬：通過測定電和熱在模型場內(nèi)的傳導(dǎo)與分布，間接測定水流的運動。例如使用電阻網(wǎng)絡(luò)模型來測定灌排條件下地下水位升降和滲流量變化等，近年來也開始用于預(yù)報灌排地區(qū)的水鹽動態(tài)。此外，還有利用粘滯液體在窄縫中流動與滲流相似而制成的狹縫槽模型，利用水阻力管代替不同性能滲透介質(zhì)而制成的水力積分儀模型，和利用彈性材料作成的薄膜模擬裝置，用以測定溝、渠和機井影響范圍，以及田間地塊的地下水動態(tài)等。