数学模型的建立 在建立氮在土壤中运移转化的数学模型时，考虑到在众多不同形态氮中，只有和才能为作物直接吸收；同时，氮的淋溶损失主要以的形式进行，故选择和作为研究对象。由于氮在土壤中运移转化受土壤水分含量和运移的影响，因此，需建立水分运动和运移转化的联合数学模型。施肥灌溉（降雨）条件下，0～4m土层中水分运动和运移转化的联合数学模型如下：一、土壤水分运动模型模型中考虑根系吸水，上边界条件为二类边界，土壤水分运动的数学模型如下：区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用θ=θi（z）t=0，z＞0区域地下水演化过程及其与相邻层圈的相互作用θ=θa t＞0，z=4式中：θ为土壤水体积含水率（cm3/cm3）；t为时间变量（d）；z为垂向空间坐标（cm，向下为正）；Dw（θ）为非饱和土壤水分扩散度（cm2/d）；K（θ）为非饱和土壤导水率（cm/d）；Sw（t，z）为根系吸水强度［单位时间内作物根系从单位体积土体中的吸水体积（1/d）］；θi（z）为初始土壤剖面含水率分布函数；R（t）为二类边界上灌溉或降雨强度（cm/d）；Es（t）为二类边界上蒸发强度（cm/d）。二、运移转化模型模型中考虑吸附、矿化、氨化、硝化和根吸。的硝化过程为但是一般土壤中。
运移模型 （1）概念模型如图21134.2（a）所示的水流在裂隙中运动的5261概念模型，它4102是对自然条件下某裂1653隙中水流运动与溶质运移的简化描述，其水流方向随裂隙的发育方向时刻变化，且隙宽b也是随机变化的；实际的裂隙中还存在各种充填物质，裂隙壁也是凹凸不平的。在研究过程中认为水流和溶质运移在单裂隙中流动符合达西定律。（2）物理模型图4.2（b）所示的概念模型是对野外实际地质体充分了解和认识的基础上概化出来的，尽管做了一些简化，但是要对它进行真正的研究还有一定的难度，因此需要对概念模型进一步优化和设置相应的假设条件，以建立与之相对应的物理模型。由于物理模型可以替代概念模型，而概念模型又是对实体地质模型的概化，因此对物理模型的研究可以有效地模拟实际网络中的水流运动和溶质运移规律。图4.2 单裂隙介质中溶质迁移示意图Fig.4.2 Schematic illustration of solute transport in s single fracture在本节的研究中，为了研究的方便，对粗糙裂隙中的裂隙隙宽进行修正，将修正后的裂隙等效为光滑平行板单裂隙，因此，在这里考虑溶质随地下水沿裂隙进行迁移，同时部分溶质将通过裂隙壁扩散到裂隙两侧的岩块中（即基质域中），这种发生在岩块中。
地下水数值模拟模型 一、模型计算范围及剖分选用有限差分法建立地下水数值模型。模拟分析软件选用PMWIN（processing Modflow）和GMS（Groudwater Model System）求解地下水运动的定解问题，PMWIN是美国地质调查局开发的用于模拟和预报地下水系统的应用软件，它是一个以Modflow为核心的可以用来处理三维模型的软件（Wen-Hsing Chiang，2005）。PMWIN具有较好的数据导入界面，GMS具有较好的数据后处理可视化显示，结合两者优点进行模拟。模型计算范围，北起黄士台源，南至泾、渭河，西界起自19276km线，东界至19351km线，扣除其内不建模的部分，模型总有效面积为1513km2。以1km的均匀步长对模型进行剖分，其剖分网格实际上就是高斯-克吕格投影地图中的“公里网”。泾惠渠灌区地下水模型剖分图见图8-2。时间剖分以自然月为时间步长。图8-2 泾惠渠灌区地下水数值模型剖分及资源分布图 Fig.8-2 Groundwater numerical model split and resource distribution in Jinghui Canal Irrigation District二、模型边界条件与地下水补、排要素的处理1.侧向补给处理模型的计算区为第四系松散沉积物潜水含水层。为简化模型，北部黄士台源洪流入渗放在模型北部边界上，其数量取多年平均值，忽略其随。
