稻田控制排水模擬軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì).pdf_第1頁(yè)
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1、全球范圍內(nèi)來(lái)看,30%—50%的地球表面已受到面源污染的影響,其中主要的面源污染源包括農(nóng)業(yè)面源污染,我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),在以往的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,由于過(guò)量施肥、過(guò)量噴灑農(nóng)藥以及管理不當(dāng)?shù)鹊仍?,造成我?guó)農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題比較嚴(yán)重,但是,我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題的嚴(yán)重性認(rèn)識(shí)比較晚,農(nóng)業(yè)面源污染所造成的水環(huán)境質(zhì)量惡化已日益明顯和突出,如東部湖泊的污染負(fù)荷輸入量中,農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷入湖量已超過(guò)50%,大理洱海流域面源氮、磷污染負(fù)荷分別占流域污染負(fù)荷

2、的97.1%和92.5%。在國(guó)外,農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題同樣嚴(yán)重,如美國(guó)環(huán)保局在提交國(guó)會(huì)的報(bào)告中指出,大量的農(nóng)田養(yǎng)分流失是造成內(nèi)陸湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因,全國(guó)46%的河流和57%的湖泊受到農(nóng)田徑流的污染,在其他的一些發(fā)達(dá)國(guó)家也面臨著農(nóng)業(yè)面源污染的影響。
   隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題的關(guān)注度提高,國(guó)內(nèi)外針對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染的研究日益增多,同時(shí),研究的深度和廣度也在日益加強(qiáng)。國(guó)內(nèi)外所研究的農(nóng)田控制排水就是一項(xiàng)很好的農(nóng)業(yè)面源污染防治措施,

3、如在美國(guó)北卡羅萊納州的14項(xiàng)農(nóng)田控制排水試驗(yàn)表明,每年平均減少45%的農(nóng)田氮素排出,同時(shí),磷也減少了35%的排出;在我國(guó),也進(jìn)行了類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)研究,證明了農(nóng)田控制排水能有效的減少農(nóng)業(yè)面源污染,另外,在美國(guó)所研究的灌溉—排水—濕地系統(tǒng)也是一項(xiàng)很優(yōu)秀的農(nóng)業(yè)面源污染控治措施。在國(guó)內(nèi)外的基礎(chǔ)研究以及相關(guān)研究達(dá)到一定程度的時(shí)候,研究將進(jìn)一步朝著軟件化、自動(dòng)化、智能化等方向發(fā)展,國(guó)外已經(jīng)有相關(guān)的控制排水模擬軟件,如美國(guó)的Drainmod軟件以及日本的

4、排水分析軟件等,在我國(guó),相關(guān)的系統(tǒng)模擬軟件開(kāi)發(fā)很少。
   本論文的研究課題就是一項(xiàng)農(nóng)田控制排水模擬軟件的開(kāi)發(fā),首先是對(duì)農(nóng)田控制排水模擬的相關(guān)因素分析,同時(shí),對(duì)與農(nóng)田控制排水相關(guān)的研究成果進(jìn)行分析總結(jié),建立模擬軟件所需要的數(shù)學(xué)模型以及對(duì)數(shù)學(xué)模型的解析;其次,根據(jù)數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)軟件的模擬功能(本軟件主要包括九個(gè)模擬功能:入滲模擬、蒸騰模擬、地下水滲流模擬、地下水位模擬、地表水控排及監(jiān)控模擬、土壤含水率模擬、農(nóng)田地表水中銨態(tài)氮素濃度模

5、擬、農(nóng)田土壤中銨態(tài)氮素濃度模擬、農(nóng)田土壤中硝態(tài)氮素濃度模擬等);第三,利用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言VB對(duì)各項(xiàng)模擬功能進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn);第四,根據(jù)軟件市場(chǎng)化、方便、美觀大方等要求進(jìn)行模擬軟件的界面設(shè)計(jì)和其他功能設(shè)計(jì);最后,模擬軟件的驗(yàn)證,即根據(jù)已知實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行的驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果說(shuō)明能基本滿(mǎn)足實(shí)踐要求。
   本研究的主要?jiǎng)?chuàng)新有:第一,本論文選取開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)稻田控制排水的模擬軟件作為研究?jī)?nèi)容,是非常具有挑戰(zhàn)意義的,在實(shí)踐生產(chǎn)中也具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值;第二,在

6、本軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)當(dāng)中,引入了縱橫嵌入術(shù)、流形拓?fù)鋵W(xué)等一系列技術(shù),在理論和實(shí)際應(yīng)用上,這些技術(shù)的引用是極具創(chuàng)新意義的;第三,本論文非常系統(tǒng)地針對(duì)稻田控制排水所牽涉的水分和養(yǎng)分的運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行了很好的綜合分析研究,并篩選了一系列對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,同時(shí)利用差分法對(duì)一些數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了解析,這些為本軟件的實(shí)際開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)源泉和理論依據(jù),在理論應(yīng)用方面進(jìn)行了集成創(chuàng)新;第四,在模擬軟件界面設(shè)計(jì)方面,本軟件采用了簡(jiǎn)單明朗的設(shè)計(jì)方案,符合模擬軟件本身的特

7、點(diǎn)要求,也順應(yīng)市場(chǎng)化的要求;本模擬軟件提供了分項(xiàng)模擬和總模擬兩個(gè)選擇,很好的體現(xiàn)了模擬軟件的應(yīng)用方便性、操作靈活性等特點(diǎn);在模擬軟件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)當(dāng)中,利用VB語(yǔ)言中的新控件MSCHART與軟件Excel實(shí)現(xiàn)模擬結(jié)果的輸圖,這些都是本論文的特色和亮點(diǎn)。
   本模擬軟件的完成具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義,利用完成的軟件初級(jí)版本可以實(shí)現(xiàn)灌區(qū)農(nóng)田控制排水下水流與養(yǎng)分的可視仿真化,為灌區(qū)的合理及時(shí)控制排水與充分控制利用養(yǎng)分提供決策依據(jù),同時(shí)還可為

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