CN111898257B - 区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法和装置，能够确定合理的暗管参数和大范围暗管布局条件下的水盐动态。本发明所提供的方法包括：步骤1.收集研究区域基础数据；步骤2.基于步骤1收集的基础数据，建立研究区域地下水流、溶质数学模型；步骤3.结合基础数据，建立研究区地下水流、溶质数值模型，进行时间和空间离散，定义模型边界，输入初始地下水位和矿化度、地质参数和上边界源汇；步骤4.率定验证模型；步骤5.在暗排区细化网格，基于暗管布设历史资料确定暗管布局参数；步骤6.模拟暗管排水条件下区域水盐动态，输出排水排盐量，根据设计目标和区域实际情况调整暗管布局参数和暗排区布置方式以达到暗排系统设计目标。

Description

区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法和装置

技术领域

本发明属于农业排水排盐模拟暗管布设技术领域，具体涉及盐碱化地区大范围暗管布局及排水排盐数值模拟方法和装置。

背景技术

土壤盐碱化是世界性的资源问题和生态问题，是造成耕地资源短缺和生态环境恶化的主要原因之一。暗管对土壤盐碱化改良有非常明显的效果，可以有效降低土壤含盐量和改善盐碱土地理化性质。暗管排水排盐研究中的重点是暗管的工程布局问题，暗管埋深、间距、半径的确定，是暗管排水排盐系统设计的关键技术和主要任务。

目前确定暗管布局方式有田间试验和计算机模拟两种方法。田间试验是在田间设置不同的暗管布局方式，通过测定特定的指标如排水排盐量、作物产量及品质等确定暗管布局方式。但这种方法仅针对特定情况，如固定的作物、特定的地区，且试验周期较长，费用较高，指标测定复杂。目前的计算机模拟程序大多无法反映大规模暗管布局条件下整个区域上地下水位、水质情况，无法确定整个区域上暗管系统的排水排盐效果。

为了确定合适的暗管埋深、间距、半径等参数，以及大范围暗管布局条件下的地下水盐动态，保证排水排盐效果，需要开发更为高效和准确的计算机模拟方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法和装置，能够适用于大区域暗管排水排盐的模拟，以确定区域上合理的暗管参数(埋深、间距、半径)和大范围暗管布局条件下的水盐动态。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

<方法>

本发明提供一种区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1.收集研究区域基础数据，包括空间地理数据、气象数据、水文地质数据、引水排水数据；

步骤2.基于步骤1收集的基础数据，建立研究区域地下水流、溶质数学模型分别如式(1)、式(2)所示：

式中，K_xx,K_yy,K_zz为渗透系数在x,y,z轴方向的分量，LT^-1；h为水头，L；W为外部源汇项，T^-1；S_s为含水层贮水率，L^-1；Ω为模拟范围，L；s₁,s₂为模拟边界；φ为定水头边界，L；ψ为定流量边界，LT^-1；

式中，θ为地层介质的孔隙度，无量纲；C^k为k组分的溶解项浓度，ML^-3；t为时间，T；x_i为沿直角坐标系轴向的距离，i＝x,y,z，L；D_ij为水动力弥散系数张量，L²T^-1；v_i为沿i轴方向平均渗流速度，LT^-1；q_s为外部源汇项单位体积含水层流量，代表源(正值)和汇(负值)，T^-1；C_s ^k为源汇水流中k组分的浓度，ML^-3；∑R_n为化学反应项，ML^-3T^-1；

步骤3.结合基础数据，建立研究区地下水流、溶质数值模型，进行时间和空间离散，定义模型边界，输入初始地下水位和矿化度、地质参数和上边界源汇；

步骤4.率定验证模型；

步骤5.在暗排区细化网格，基于暗管布设历史资料确定暗管布局参数，包括暗管埋深、间距、半径、暗排区控制面积，然后在区域上布置暗管排水系统；

步骤6.模拟暗管排水条件下区域水盐动态，输出排水排盐量，根据设计目标和区域实际情况调整暗管布局参数和暗排区布置方式以达到暗排系统设计目标。

优选地，本发明提供的区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法的步骤6中，暗管排水量计算公式如下：

S＝m·L·f (6)

式中，Q’为每个暗管网格的排水量(m³/d)；k为渗透系数(m/d)；d为等效深度(m)；h为两暗管连线中心处地下水位到暗管高程的垂直距离(m)；L为暗管间距(m)；n为暗管网格数；S为一组暗管的控制范围(m²)；DD为暗管中心到不透水层的距离(m)；r为暗管半径(m)；m为暗管条数；f为暗管长度(m)。

优选地，本发明提供的区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法，还可以具有如下技术特征：

在步骤6中，暗管排盐量计算公式如下：

S'＝Q'C (7)

式中，S’为每个暗管网格的排盐量；C为该暗管网格的地下水浓度。

优选地，本发明提供的区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法，还可以具有如下技术特征：在步骤5中，是采用MODFLOW-LGR对暗排区进行局部加密。

<装置>

进一步，本发明还提供一种区域暗管布局及排水排盐数值模拟装置，其特征在于，包括：

基础数据获取部，获取研究区域基础数据，包括空间地理数据、气象数据、水文地质数据、引水排水数据、暗管布设历史资料；

建模部，与基础数据获取部通信相连，基于基础数据获取部收集的基础数据，建立分别如式(1)、式(2)所示的研究区域地下水流、溶质数学模型；然后，结合基础数据，建立研究区地下水流、溶质数值模型，进行时间和空间离散，定义模型边界，输入初始地下水位和矿化度、地质参数和上边界源汇；

式中，K_xx,K_yy,K_zz为渗透系数在x,y,z轴方向的分量，LT^-1；h为水头，L；W为外部源汇项，T^-1；S_s为含水层贮水率，L^-1；Ω为模拟范围，L；s₁,s₂为模拟边界；φ为定水头边界，L；ψ为定流量边界，LT^-1；

式中，θ为地层介质的孔隙度，无量纲；C^k为k组分的溶解项浓度，ML^-3；t为时间，T；x_i为沿直角坐标系轴向的距离，i＝x,y,z，L；D_ij为水动力弥散系数张量，L²T^-1；v_i为沿i轴方向平均渗流速度，LT^-1；q_s为外部源汇项单位体积含水层流量，代表源(正值)和汇(负值)，T^-1；C_s ^k为源汇水流中k组分的浓度，ML^-3；∑R_n为化学反应项，ML^-3T^-1；

率定验证部，与基础数据获取部和建模部通信相连，对模型进行率定验证，得到率定验证后的模型；

布设部，与基础数据获取部和率定验证部均通信相连，在模型暗排区细化网格，并基于暗管布设历史资料确定暗管布局参数，包括暗管埋深、间距、半径、暗排区控制面积，然后在区域上布置暗管排水系统；

模拟部，与布设部通信相连，模拟暗管排水条件下区域水盐动态，输出排水排盐量；

调整部，与布设部和模拟部均通信相连，根据设计目标和区域实际情况调整暗管布局参数和暗排区布置方式以达到暗排系统设计目标；以及

控制部，与基础数据获取部、建模部、率定验证部、布设部、模拟部、调整部均通信相连，控制它们的运行。

优选地，本发明提供的区域暗管布局及排水排盐数值模拟装置还可以包括：输入显示部，与基础数据获取部、建模部、率定验证部、布设部、模拟部、调整部和控制部均通信相连，用于让用户输入操作指令，并显示相应信息。

优选地，本发明提供的区域暗管布局及排水排盐数值模拟装置还可以包括：图像生成部，与布设部、模拟部、调整部、输入显示部、控制部均通信相连，根据布设部布置的暗管排水系统生成相应的暗管布局图，根据模拟部模拟的水盐动态和排水排盐量生成相应的水盐动态变化图表，根据调整部的调整情况生成调整后的暗管布局图；其中，输入显示部对图像生成部生成的图像进行显示。

优选地，本发明提供的区域暗管布局及排水排盐数值模拟装置还可以包括：执行部，与布设部、模拟部、调整部、控制部均通信相连，包含多个布管机器人，根据调整部确定的达到暗排系统设计目标的暗管布局参数和暗排区布置方式在相应区域实地布设暗排系统。

优选地，本发明提供的区域暗管布局及排水排盐数值模拟装置还可以包括：图像生成部还与执行部通信相连，根据执行部的实地布设情况，生成施工进度图。

发明的作用与效果

本发明涉及的区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法和装置，只需根据暗管埋深、间距、半径等设计参数，就能够模拟出暗管排水排盐动态情况，反映大规模暗管布局条件下整个区域上地下水位、水质情况，而且还能够确定整个区域上暗管系统的排水排盐效果，弥补了MODFLOW现有排水方法DRN(Drain Package)需要大量实验测定不同暗排系统排水参数的不足，为暗管排水排盐模拟提供了新途径，为研究大区域暗管布局条件下水盐动态模拟提供了更加精确和高效的方式。进一步，基于本发明的区域暗管布局及排水排盐模拟装置还可以生成满足相应排水排盐目标的区域暗管布局图，为实际暗管施工布设提供了更加直观的技术支持，根据该区域暗管布局图进行施工能够有效保证大范围暗管布局条件下的排水排盐效果。

附图说明

图1为本发明提供的区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法的流程图；

图2为本发明实施例中涉及的永联试验区地理位置图、灌溉降雨蒸发数据图；

图3为本发明实施例中涉及的永联试验区地下水埋深(a)和矿化度(b)实测值与模拟值对比结果图；

图4为本发明实施例中涉及的永联试验区N2(a)、N4(b)、N8(c)三种不同暗排系统布局图；

图5为本发明实施例中涉及的永联试验区N0(a)、N2(b)、N4(c)、N8(d)四种不同暗管布局条件下地下水埋深和矿化度空间分布图，其中，N0为无暗管情况。

具体实施方式

以下结合附图对本发明涉及的区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法和装置的具体实施方案进行详细地说明。

<实施例>

如图1所示，本实施例所提供的区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法，包括如下步骤：

1、收集研究区域基础数据，包括空间地理数据、气象数据、水文地质数据、引水排水数据；

模拟区域为河套灌区义长灌域永联试验区，试验区地理位置如图2所示，南北长约13.60km，东西宽约3.93km，面积29.75km²。永联试验区地表高程在1025.67m–1028.11m，地势较为平坦，地层在垂向上可分为两层，弱透水层和下伏的主要含水层，弱透水层平均厚度为14.66m，主要含水层约40m。试验区降雨、蒸发、灌溉数据如图2所示。

2、建立地下水流、溶质数学模型分别如式(1)、式(2)所示：

其中，K_xx,K_yy,K_zz为渗透系数在x,y,z轴方向的分量，LT^-1；h为水头，L；W为外部源汇项，T^-1；S_s为含水层贮水率，L^-1；Ω为模拟范围，L；s₁,s₂为模拟边界；φ为定水头边界，L；ψ为定流量边界，LT^-1；

其中，θ为地层介质的孔隙度，无量纲；C^k为k组分的溶解项浓度，ML^-3；t为时间，T；x_i为沿直角坐标系轴向的距离，i＝x,y,z，L；D_ij为水动力弥散系数张量，L²T^-1；v_i为沿i轴方向平均渗流速度，LT^-1；q_s为外部源汇项单位体积含水层流量，代表源(正值)和汇(负值)，T^-1；C_s ^k为源汇水流中k组分的浓度，ML^-3；∑R_n为化学反应项，ML^-3T^-1；

3、结合基础数据，建立研究区地下水流、溶质数值模型，进行时间和空间离散，定义模型边界，输入初始地下水位和矿化度、地质参数和上边界源汇。

时间和空间离散：空间上水平方向将区域模型划分为140行×45列，共6300个网格，其中有效网格3163个，网格大小为100m×100m，垂向模拟深度为55m，分为三个数值层，第一层代表弱透水层，厚度设为15m，第二、三层代表主要含水层，主要含水层厚度取为40m，二、三层等厚均设为20m。率定期为2004年1月1日-2007年12月31日，验证期为率定期为2008年1月1日-2009年12月31日，以月为应力期，时间步长为1天。

定义模型边界：试验区边界较为清楚，南边界为皂火干渠，北边界为六排干沟，东西边界分别为永什分干沟和乃永分干沟，模型中东、西、北边界设为排水边界，皂火渠所在位置地势较高，在灌水期会产生侧向渗漏补给研究区内的地下水，由于其通水时间较长，可将其作为河流边界处理。

地质参数：水流模型中需要给定的地质参数包括给水度、弹性贮水率和渗透系数。第一潜水层给水度为0.029，渗透系数为1m/d，第二、三承压含水层弹性贮水率为9×10^-5m^-1，渗透系数为3.5m/d。溶质模型中需要给定的地质参数包括弥散度和有效孔隙度。第一层纵向弥散度为7m，第二、三层纵向弥散度为12m，水平向弥散度和垂向弥散度分别取为纵向弥散度的0.1和0.01倍，有效孔隙度为0.4。

源汇项处理：灌溉和降雨入渗补给由式(3)、式(4)计算，

q_irri＝Q_irriα_i (3)

q_prec＝Q_precα_p (4)

其中，q_irri和q_prec分别是灌溉和降雨入渗补给量(L)；Q_irri和Q_prec分别是灌溉和降雨量(L)；α_i为灌溉入渗补给系数；α_p为灌溉入渗补给系数。

潜水蒸发由式(5)、式(6)计算，

E_m＝σE_pan (6)

其中，E为潜水蒸发速率(LT^-1)；E_m为最大潜在蒸发，即水面蒸发速率(LT^-1)；h_s为地表高程(L)；ξ为潜水蒸发系数；h_ed为极限埋深(L)；σ为蒸发皿转换系数；E_pan为实测蒸发皿蒸发速率(LT^-1)。

4、率定验证模型，图3为率定验证结果。地下水埋深率定期MAE为0.295m，RRMSE为24.01％，验证期MAE为0.459m，RRMSE为40.63％。地下水矿化度率定期MAE为0.373kg/m³，RRMSE为20.53％，验证期MAE为0.537kg/m³，RRMSE为42.18％。考虑到区域地下水流、溶质模拟难度，认为该模拟结果可以接受。另外，若结果不可以接受，则可以通过调整水文地质参数和计算源汇项的系数提高模拟精度，主要包括渗透系数、给水度、弹性贮水率、降雨入渗补给系数、灌溉入渗补给系数、潜水蒸发系数、弥散度等。

5、在暗排区局部细化网格，根据暗管布设历史资料为SDR暗管排水子程序包提供暗管布局参数，包括暗管埋深、间距、半径、暗排区控制面积，在区域上布置暗管排水系统。

暗排区加密比例为10:1，暗排区网格大小为10m×10m，模拟暗管埋深为2m，间距为100m，半径为5cm，如图4所示，设置了N2、N4、N8三种不同暗排系统布局，暗管总数为40。以2007年为基准年，模拟期从6月开始，初始水头和初始浓度分别由2007年6月1日实测值插值得到，以月为应力期，时间步长为1天，模拟时间共36个月。

6、模拟暗管排水条件下区域水盐动态，输出排水排盐量，根据设计目标和区域实际情况调整暗管布局参数和暗排区布置方式以达到暗排系统设计目标。

本实例中，以模拟区域非饱和带不积盐为设计目标，根据模拟输出的排盐量计算得到的模拟区域盐分累积情况，来调整、确定管布局参数和暗排区布置方式。

区域盐分均衡方程为：

S_in＝S_r+S_c＝S_d+S_v+S_s (7)

S_v＝S_r+S_sv-S_vs (8)

S_s＝S_c+S_vs-S_sv-S_d (9)

式中：S_in为区域总进盐量，kg；S_r为上边界补给引盐量，kg；S_c为渠道侧渗引盐量，kg；S_d为排水的排盐量，kg；S_v为非饱和带积盐量，kg；S_s为饱和带积盐量，kg；S_sv为通过潜水蒸发从饱和带进入非饱和带的盐量，kg；S_vs为通过淋洗从非饱和带进入饱和带的盐量，kg。

不同暗排系统布局的地下水埋深空间分布如图5(a)所示，暗排区的地下水埋深增加，地下水流场改变，由图5(b)可见，排水期间暗排区暗管附近地下水埋深明显较大，说明暗管对地下水位降低作用明显，由图5(c)可见有无暗管对地下水矿化度分布影响不大。

暗管布局条件下区域盐分均衡情况如表1所示。研究区每年总进盐量约为700×10⁴kg，无暗管时每年通过明沟排除盐分162×10⁴kg，非饱和带积盐量为71×10⁴kg，饱和带积盐469×10⁴kg。非饱和带盐分是影响作物生长的关键因素，是盐碱化治理的主要区域，因此以保证非饱和带不积盐为暗管系统设计目标。布置暗管后，排盐总量增加至235×10⁴kg-245×10⁴kg，其中暗管排盐量占41％-46％，由于地下水埋深增加，明沟排盐量相应减少。饱和带积盐量稍有增加，但由于含水层厚度较大，饱和带少量积盐不会使地下水矿化度明显增加。非饱和带均处于微脱盐状态，N2、N4、N8三种布局每年非饱和带的脱盐量分别为5×10⁴kg、6×10⁴kg和16×10⁴kg，说明暗管排水对于治理土壤盐碱化有明显作用，三种布局方案均达到暗管系统设计目标。

表1不同暗管系统布置方案盐分均衡年均值

进一步，本实施例中还提供了能够自动化实现上述方法的区域暗管布局及排水排盐数值模拟装置，包括：基础数据获取部、建模部、率定验证部、布设部、模拟部、调整部、执行部、图像生成部、输入显示部以及控制部。

基础数据获取部用于获取研究区域基础数据，基础数据包括空间地理数据、气象数据、水文地质数据、引水排水数据、暗管布设历史资料。

建模部与基础数据获取部通信相连，基于基础数据获取部收集的基础数据，建立分别如上文式(1)、式(2)所示的研究区域地下水流、溶质数学模型；然后，结合基础数据，建立研究区地下水流、溶质数值模型，进行时间和空间离散，定义模型边界，输入初始地下水位和矿化度、地质参数和上边界源汇。

率定验证部与基础数据获取部和建模部通信相连，对模型进行率定验证，得到率定验证后的模型。

布设部与基础数据获取部和率定验证部均通信相连，在模型暗排区细化网格，并基于暗管布设历史资料确定暗管布局参数，包括暗管埋深、间距、半径、暗排区控制面积，然后在区域上布置暗管排水系统。

模拟部与布设部通信相连，模拟暗管排水条件下区域水盐动态，输出排水排盐量。

调整部与布设部和模拟部均通信相连，根据设计目标和区域实际情况调整暗管布局参数和暗排区布置方式以达到暗排系统设计目标。

执行部与布设部、模拟部、调整部均通信相连，它包含多个布管机器人，能够根据调整部确定的达到暗排系统设计目标的暗管布局参数和暗排区布置方式在相应区域实地布设暗排系统。

图像生成部与布设部、模拟部、调整部、执行部均通信相连，能够根据布设部布置的暗管排水系统生成相应的暗管布局图，根据模拟部模拟的水盐动态和排水排盐量生成相应的水盐动态变化图表，根据调整部的调整情况生成调整后的暗管布局图，还与能够根据执行部的实地布设情况，生成施工进度图。

输入显示部与基础数据获取部、建模部、率定验证部、布设部、模拟部、调整部、执行部、图像生成部均通信相连，用于让用户输入操作指令，并显示相应信息，例如，输入显示部能够对基础数据获取部获取的基础数据以列表形式进行显示，对建模部构建的地下水流、溶质数学模型和数值模型进行显示，并对率定验证部的率定验证情况进行显示，对布设部布设的所有暗管排水系统方案进行显示，对调整部的调整情况和确定的满足目标的所有方案进行显示，还能够对图像生成部生成的图像进行显示。

控制部与基础数据获取部、建模部、率定验证部、布设部、模拟部、调整部、执行部、图像生成部、输入显示部均通信相连，控制它们的运行。

以上实施例仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法和装置并不仅仅限定于在以上实施例中所描述的内容，而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该实施例的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明的权利要求所要求保护的范围内。

Claims (9)

1.一种区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1.收集研究区域基础数据，包括空间地理数据、气象数据、水文地质数据、引水排水数据；

步骤2.基于步骤1收集的基础数据，建立研究区域地下水流、溶质数学模型分别如式(1)、式(2)所示：

式中，K_xx,K_yy,K_zz为渗透系数在x,y,z轴方向的分量；h为水头；W为外部源汇项；S_s为含水层贮水率；Ω为模拟范围；s₁,s₂为模拟边界；φ为定水头边界；ψ为定流量边界；

式中，θ为地层介质的孔隙度；C^k为k组分的溶解项浓度；t为时间；x_i为沿直角坐标系轴向的距离，i＝x,y,z；D_ij为水动力弥散系数张量；v_i为沿i轴方向平均渗流速度；q_s为外部源汇项单位体积含水层流量，代表源和汇，源为正值，汇为负值；C_s ^k为源汇水流中k组分的浓度；∑R_n为化学反应项；

步骤3.结合基础数据，建立研究区地下水流、溶质数值模型，进行时间和空间离散，定义模型边界，输入初始地下水位和矿化度、地质参数和上边界源汇；

步骤4.率定验证模型；

步骤5.在暗排区细化网格，基于暗管布设历史资料确定暗管布局参数，包括暗管埋深、间距、半径、暗排区控制面积，然后在区域上布置暗管排水系统；

步骤6.模拟暗管排水条件下区域水盐动态，输出排水排盐量，根据设计目标和区域实际情况调整暗管布局参数和暗排区布置方式以达到暗排系统设计目标。

2.根据权利要求1所述的区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法，其特征在于：

其中，在步骤6中，暗管排水量计算公式如下：

S＝m·L·f (6)

式中，Q’为每个暗管网格的排水量；k为渗透系数；d为等效深度；h为两暗管连线中心处地下水位到暗管高程的垂直距离；L为暗管间距；n为暗管网格数；S为一组暗管的控制范围；DD为暗管中心到不透水层的距离；r为暗管半径；m为暗管条数；f为暗管长度。

3.根据权利要求2所述的区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法，其特征在于：

其中，在步骤6中，暗管排盐量计算公式如下：

S'＝Q'C (7)

式中，S’为每个暗管网格的排盐量；C为该暗管网格的地下水浓度。

4.根据权利要求1所述的区域暗管布局及排水排盐数值模拟方法，其特征在于：

其中，在步骤5中，是采用MODFLOW-LGR对暗排区进行局部加密。

5.一种区域暗管布局及排水排盐数值模拟装置，其特征在于，包括：

基础数据获取部，获取研究区域基础数据，包括空间地理数据、气象数据、水文地质数据、引水排水数据、暗管布设历史资料；

建模部，与所述基础数据获取部通信相连，基于基础数据获取部收集的基础数据，建立分别如式(1)、式(2)所示的研究区域地下水流、溶质数学模型；然后，结合基础数据，建立研究区地下水流、溶质数值模型，进行时间和空间离散，定义模型边界，输入初始地下水位和矿化度、地质参数和上边界源汇；

式中，K_xx,K_yy,K_zz为渗透系数在x,y,z轴方向的分量；h为水头；W为外部源汇项；S_s为含水层贮水率；Ω为模拟范围；s₁,s₂为模拟边界；φ为定水头边界；ψ为定流量边界；

式中，θ为地层介质的孔隙度；C^k为k组分的溶解项浓度；t为时间；x_i为沿直角坐标系轴向的距离，i＝x,y,z；D_ij为水动力弥散系数张量；v_i为沿i轴方向平均渗流速度；q_s为外部源汇项单位体积含水层流量，代表源和汇，源为正值，汇为负值；C_s ^k为源汇水流中k组分的浓度；∑R_n为化学反应项；

率定验证部，与所述基础数据获取部和所述建模部通信相连，对模型进行率定验证，得到率定验证后的模型；

布设部，与所述基础数据获取部和所述率定验证部均通信相连，在模型暗排区细化网格，并基于暗管布设历史资料确定暗管布局参数，包括暗管埋深、间距、半径、暗排区控制面积，然后在区域上布置暗管排水系统；

模拟部，与所述布设部通信相连，模拟暗管排水条件下区域水盐动态，输出排水排盐量；

调整部，与所述布设部和所述模拟部均通信相连，根据设计目标和区域实际情况调整暗管布局参数和暗排区布置方式以达到暗排系统设计目标；以及

控制部，与所述基础数据获取部、所述建模部、所述率定验证部、所述布设部、所述模拟部、所述调整部均通信相连，控制它们的运行。

6.根据权利要求5所述的区域暗管布局及排水排盐数值模拟装置，其特征在于，还包括：

输入显示部，与所述基础数据获取部、所述建模部、所述率定验证部、所述布设部、所述模拟部、所述调整部和所述控制部均通信相连，用于让用户输入操作指令，并显示相应信息。

7.根据权利要求6所述的区域暗管布局及排水排盐数值模拟装置，其特征在于，还包括：

图像生成部，与所述布设部、所述模拟部、所述调整部、所述输入显示部、所述控制部均通信相连，根据所述布设部布置的暗管排水系统生成相应的暗管布局图，根据所述模拟部模拟的水盐动态和排水排盐量生成相应的水盐动态变化图表，根据所述调整部的调整情况生成调整后的暗管布局图；

其中，所述输入显示部对所述图像生成部生成的图像进行显示。

8.根据权利要求7所述的区域暗管布局及排水排盐数值模拟装置，其特征在于，还包括：

执行部，与所述布设部、所述模拟部、所述调整部、所述控制部均通信相连，包含多个布管机器人，根据所述调整部确定的达到暗排系统设计目标的暗管布局参数和暗排区布置方式在相应区域实地布设暗排系统。

9.根据权利要求8所述的区域暗管布局及排水排盐数值模拟装置，其特征在于：

其中，所述图像生成部还与所述执行部通信相连，根据所述执行部的实地布设情况，生成施工进度图。

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