Page 35 - 2021年第52卷第10期

式中： m 为饱和含水率； md 为残余含水率； k 为饱和导水率； C 为常数； RD mx 为作物最大根深，
s
s
mm； RD 为作物当日根深，mm； mg 为泥浆层当日含水率。
t t
模拟时将泥浆层与储水区视为整体进行水量分配。同时依据气象、土壤质地参数等数据计算逐
日传输层向饱和层的渗漏量以及储水区与泥浆层蒸散发量。基于逐日的水分分量与灌溉制度迭代计
算地表径流量与灌溉量，以更新下一日模型水分分量。计算流程见图 7。

水分分量初值读入
S：田面水层深度
H：田埂高度
读入第 i 日来水量 U：灌溉上限
L：灌溉下限
θ：土壤含水率
灌溉下限设置为水层深度？
S＞0 S＞0
N Y N Y
无径流 N S＞L θ＞0 S＞H
需灌溉
Y N N
Y 无径流 无径流 Y
S＞H 需灌溉 不灌溉
N Y
无径流 有径流 无径流 有径流
不灌溉 不灌溉 不灌溉 不灌溉

计算第 i日耗水量
更新 i+1日水分分量
N 生育期 Y 运算结束
结束

图 7 农田水转化模拟流程图

3.2.2 地下水运动过程 各水文响应单元逐日地下水位变化量包括该水文响应单元垂直方向与地上
部分的水量交换和与相邻水文响应单元的水平径流交换。地下水位的垂直补给与消耗一般取决于河
流及渠道补给、深层渗漏等，对于井灌区地下水开采量为地下水重要的汇项。同时研究区地下水水
力梯度较大，水平流动明显。根据裘布依假设与达西定律，地下水水平径流量可表示为 ［22］ ：
æ L - L ö
J = ç ç K × h × B × x ÷ ÷ B 2 （5）
L
è X ø
式中：J 为目标水文响应单元相邻四个方向任意一个单元向该目标单元输入的逐日单位面积地下水
L
径流量，m/d；K 为目标单元的渗透系数，m/d；h 为目标单元潜水含水层厚度，m；B 为目标单元边
长，m；L 为目标单元周围四个方向上任意单元的地下水位，m；L 为中部目标单元的地下水位，m；
x
X 为中部目标单元中心点与周围相邻单元中心点的距离，m。

3.2.3 灌溉输配水过程 在 ArcGIS 10.7 软件中将灌区主要渠道进行数字化处理，划分渠道控制区域
（图 8）。根据水稻灌溉的实际情况，按照灌溉制度确定田间灌溉水量，并基于渠道来水量对各渠道控
制的水文响应单元进行灌溉水量分配。同时利用经验公式估算渠道输水渗漏损失，渠道渗漏量公式
如下 ［23］ ：
%
σ = A ( ) （6）
Q n m
Q = σ × L × Q （7）
1 n
100
式中：σ为每千米渠道输水损失（以渠道净流量百分数计）；A 和 m 分别为渠床土壤透水系数、渠床土
壤透水指数，二者依据渠道所在区域的土壤质地确定；Q 为渠道净流量，m /s；Q 为渠道渗漏流量，
3
n
1
m /s；L 为渠道长度，km。
3
依据公式计算渠道渗漏的同时，根据渠道灌溉水量与渗漏损失量，实时更新渠道净流量。
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