红壤多点源滴灌不同间距条件下湿润锋推移特性研究

为了研究红壤多点源滴灌不同间距条件下湿润锋的推移特性,在江西省赣州市寻乌县澄江镇赣南脐橙种植示范基地进行双点源滴灌入渗试验,双点源滴灌滴头间距分别为20 cm、40 cm和60 cm,对湿润锋运移情况、交汇时间、交汇面积进行研究试验。数据表明:水平湿润锋最大运移距离和垂向湿润锋最大运移距离与灌水历时之间有着紧密的多项式关系。还发现双点源滴灌入渗条件下交汇作用、滴头流量、滴头间距对湿润锋运移特性均有一定的影响。滴头间距对水平和垂向湿润锋扩散速率影响不大,但双点源滴灌交汇入渗条件下的水平湿润锋交汇面积与水平湿润锋总面积的百分比随着滴头间距的增大先增长再减小。并且增大滴头流量、灌水历时及保持双点源滴头间距为20～40 cm均能有效改善土壤湿润体的均匀性和有利于湿润锋运移。     

积水动边界条件下滴灌土壤水分入渗研究（Ⅰ） ——室内试验

为更好地指导滴灌工程实践,针对滴灌土壤表面积水的现象,系统研究了滴灌积水动边界条件下土壤水分入渗规律。通过室内试验,专门对积水条件下不同滴灌流量的滴灌湿润体、土壤水分入渗湿润锋和地表积水范围进行了试验分析,结果表明：积水动边界条件下,滴灌湿润体在灌水后很长一段时间内表现为一平卧的半椭球体。无论是水平湿润锋、垂直湿润锋以及湿润比,还是地表积水范围,都与入渗时间符合较好的幂函数关系。另外,无论滴头流量大小,湿润比随着灌水历时的增加都逐渐变小,但均大于1。滴头流量对地表积水范围的影响很大,地表积水稳定范围及其达到稳定的时间都随滴头流量的增加而增大。同时,地表积水稳定范围与滴头流量也能符合较好的幂函数关系     

不同流量对间接地下滴灌湿润体特征的影响

间接地下滴灌是一种高效的节水灌溉方式,滴头流量是灌溉设计的重要参数。通过室内试验,研究不同滴头下不同灌水历时间接地下滴灌湿润体特征值的变化规律,结果表明:间接地下滴灌下土壤湿润体为近似椭圆体,湿润体的水平、垂直向下和向上湿润锋均与时间有显著的幂函数关系,且相关性较好;灌水历时相同时湿润体体积随滴头流量增大而增大,灌水量相同时湿润体体积随滴头流量增大而减小。     

双点源滴灌交汇区水盐运移规律试验研究

通过模拟大田滴灌的双点源试验,探求了沙壤土土质下,不同滴头流量、滴头间距对水平湿润锋和交汇锋以及电导率的影响。结果表明：随着入渗时间的增加,交汇锋和水平湿润锋运移距离都在增加;当其他条件一定时,流量越大或者间距越小,湿润锋和交汇锋运移的速率越大,土壤湿润体越均匀;相同间距情况下在0-20 cm深度内大流量的交汇区电导率小,在20-40 cm深度内小流量的电导率大;在相同流量情况下0-10 cm深度内滴头间距大的交汇区电导率大,在10-40 cm深度内滴头间距小的电导率大。     

点源入渗土壤水分运动规律实验研究

由不同质地土壤的点源入渗实验，得出了在不同滴头流量情况下，实际滴灌可以形成两种入渗边界，边界一是非充分供水点源入渗边界；边界二为变边界积水点源入渗边界。本文对两种边界条件特点及其滴头流量、灌水时间、湿润锋、含水量分布等之间的关系进行了分析，认为湿润比可以作为确定滴灌灌水参数的指标之一，对于实验滴灌的适宜湿润比以小于1.0为宜。     

室内滴灌施药条件下阿特拉津在土壤中运移规律的研究II.数值仿真

本文以实验室内所开展的滴灌施用除草剂——阿特拉津在土壤中运移的物理模拟实验为基础，运用所求得的供试土壤的水力学参数和溶质运移参数及阿特拉津在该土壤中的吸附特性参数和降解速率常数，应用数值模拟软件HYDRUS-2D，对物理模拟的实验结果进行了仿真，并就不同初始含水量、不同滴头流量对土壤水分和阿特拉津动态分布的影响进行了数值分析，结果表明：随着初始含水量的增加，土壤水分的湿润范围增大，而阿特拉津的分布范围基本不变；当滴灌施药历时相同、滴头流量不同时，随着滴头流量的增加，土壤水分和阿特拉津的运动范围均增大。     

室内滴灌施药条件下阿特拉津在土壤中运移规律的研究Ⅱ.数值仿真

本以实验室内所开展的滴灌施用除草剂——阿特拉津在土壤中运移的物理模拟实验为基础，运用所求得的供试土壤的水力学参数和溶质运移参数及阿特拉津在该土壤中的吸附特性参数和降解速率常数，应用数值模拟软件HYDRUS-2D，对物理模拟的实验结果进行了仿真，并就不同初始含水量、不同滴头流量对土壤水分和阿特拉津动态分布的影响进行了数值分析，结果表明：随着初始含水量的增加，土壤水分的湿润范围增大，而阿特拉津的分布范围基本不变；当滴灌施药历时相同、滴头流量不同时，随着滴头流量的增加，土壤水分和阿特拉津的运动范围均增大。     

滴灌土壤湿润体影响因素分析

文章通过对粘壤土点源在不同土壤容重条件、不同滴头、不同含水率以及交汇入渗形式等因素影响下流量渗透进地表土壤湿润体时在水平扩散区域与垂直深度深度两个方面的变化规律作出了较为详细的分析与阐述,并据此论证了对滴灌土壤湿润体影响因素进行分析与规律总结在推动滴灌技术运行乃至整个农业发展中所起到的至关重要的作用与意义。     

滴灌条件下土壤水分运动规律的研究

本根据滴灌条件下土壤水分运动的实际状态，提出了描述平面流运动的数学模型，采用ADI法和Newton-Raphson法联合运用求解数学模型，并编写FORTRAN程序在长城－0520计算机上实现数值计算，在室内进行了不同滴头流量的模型实验，二结果都表明，滴头流量越大，滴头附近形成的饱和区和水平方向湿润锋的运移距离也越大；水平方向和垂直方向湿润锋的最大运移与入渗时间平方根存在着线性关系；任意时刻湿润锋形状可用半椭圆形方程表示，这些结论，对合理设计滴灌系统具有一定的理论意义和实用价值。     

土壤中NaCl含量对水平一维入渗特性的影响

通过室内试验,分析了土壤中NaCl含量对水平一维入渗的湿润锋、累计入渗量、土壤含水量和土壤Cl-含量的影响。结果表明:不同NaCl含量土壤水平一维入渗的湿润锋和累计入渗量随着入渗时间的延长而增大;相同入渗时间时,土壤NaCl含量越高,湿润锋运移距离、累计入渗量、土壤含水量越小,土壤Cl-含量越大;不同NaCl含量土壤水平一维入渗结束后的土壤含水量和土壤Cl-含量之间存在极显著的相关关系。     

浅埋式滴灌土壤水分分布规律试验研究

以探寻合理的滴头埋深与流量为目的,开展浅埋式滴灌下土壤水分分布规律的试验研究。试验土箱净尺寸为30cm×30cm×60cm(长×宽×高),供试土壤取自新疆青河县阿苇灌区试验站。试验设置5、10、15 cm 3个滴头埋深,各埋深条件下设置不同流量的处理。结果表明:不同滴头埋深的情况下均存在土体破坏的临界流量,滴头埋深越大临界流量也越大,滴头埋深为5、10和15 cm对应的临界流量分别为1.0、1.7和2.5 L/h;随着流量的增大,滴头埋深过浅时,水量向湿润体上部聚集,当埋深超过一定深度时,水量向湿润体下部聚集;在临界流量情况下,湿润锋前60 min运移速率较快,随着滴头埋深的增大,灌水结束后湿润体的垂向湿润长度越长,土壤平均含水率值越小;滴头埋深为10 cm、流量1.7 L/h时,湿润体水分分布较为合理。     

保水剂用量对变水头水分入渗特性影响研究

通过层施保水剂变水头水分入渗试验,研究了保水剂层施用量对水分入渗特性的影响.结果表明:变水头条件下,层施不同保水剂用量的湿润锋运移距离和累计入渗量随着入渗时间的延长而增大,层施保水剂用量越大,湿润锋运移距离运移距离和累计入渗量越小,阻渗作用越强;保水剂大量吸水,保水剂施用范围附近土壤含水率明显增大,成为土壤储水的“水库”.     

基于Hydrus-2D的果树涌泉灌溉环沟技术要素优化研究

为探寻涌泉灌条件下,土壤水分运移规律与环沟内径、入沟流量、灌水量及土质的关系,确定果树涌泉灌的最优环沟参数.本研究利用Hydrus-2D/3D软件对果树涌泉灌进行建模,再利用模型对不同环沟内径、入沟流量、灌水量及土质组合下的240种情形进行数值模拟,分析探究了各种要素对土壤水分运移及湿润体分布的影响.结果表明,环沟内径增大,湿润体范围减小,高含水量区增大,湿润体形状逐渐趋于椭圆形;入沟流量增大,湿润体范围减小,高含水量区增大;同一灌水量下,土壤渗透性越强,保水性越弱,湿润体越大,高含水量区越小.各种情形下最优环沟内径为20cm,而入沟流量则需要根据灌水量和环沟内径做出相应调整.     

滴灌土壤湿润体特征值的数值算法

本文提出了一种新的计算地表点源滴灌土壤水分入渗湿润体特征值的通用数值方法，经过无量纲变换，将地表点源滴灌土壤水分入渗方程转换为无量纲方程。采用Ｖａｎ Ｇｅｎｕｃｈｔｅｒ函数表征有效含水量与压力水头间的关系和相对水力传导率与压力水头间的关系。无量纲数值解仅依赖于无量纲滴头流量和无量纲入渗时间，通用数值计算得到了数值解的验证，并将通用数值计算结果图形化，使用者仅根据本文提供的图形和易测的土壤参数。经过     

新疆棉田多点源滴灌条件下土壤水分运移特性试验研究

在新疆棉田轻质壤土条件下,进行了多点源滴灌土壤水分运移规律试验.研究发现使用滴头流量1.2L/h、1.38L/h或2.0L/h、3.0L/h的滴灌带时,地表饱和区半径分别在滴水4h、3h左右达最大20-25cm;土壤径向湿润锋和垂向湿润锋可分别用幂函数和线性函数来估算,径向和垂向湿润锋与灌水量的关系均可用幂函数来描述.棉田滴灌系统设计和运行时,尤其在棉花苗期补水时,单次灌水持续滴水时间不应小于8h,且选择的滴灌带滴头流量范围应在1.2―2.0L/h之间,这对提高棉籽发芽率,有效减小或避免深层渗漏具有重要意义.     

膜下滴灌条件下沟垄规格对水分运移过程影响研究

沟垄栽培措施为重要的农艺耕作方式，研究膜下滴灌条件下沟垄规格对土壤水分运移的影响有利于提高水分利用效率。通过室内土箱模拟试验，探究了沟底宽度等沟垄规格参数对土壤湿润体的形状及水分分布的影响，采用多元线性回归方程构建了湿润锋运移距离模型，模拟了试验工况下土壤水分输运过程，并验证了模型的预测效果，最后基于构建的运移距离模型确定了试验工况下3 a生枸杞栽培种植最优沟垄规格。研究结果表明：随着沟底宽度的增加，湿润体形状愈发扁平，湿润体中水分分布重心会随沟底宽度的增加而逐渐上移；土壤含水率等值线分布图与湿润体形状图大致相似，呈由密至疏分布格局；构建的湿润锋运移距离模型预测的水分运移距离与试验结果误差较小，模型精度较高；试验工况下，采用膜下滴灌技术的3 a生枸杞栽培种植最优沟底宽度为22.50～28.90 cm。     

秸秆层施深度对土壤水分入渗 特性的影响

通过室内试验分析了秸秆层施深度对土壤水分入渗特性的影响,结果表明：（1）不同秸秆层施深度的累积入渗量和湿润锋运移距离均小于对照处理,入渗时间越长,减渗效果越明显,随着秸秆层施深度的减小,相同入渗时间的累积入渗量和湿润锋运移距离减小;（2）不同秸秆层施深度下,秸秆层上部土壤含水量比不施秸秆时大,而秸秆层下部土壤含水量比不施秸秆时小;（3）入渗结束时,层施深度越小,其秸秆层上部的土壤含水量越大,而秸秆层下部范围则相反。研究结果可以为秸秆覆盖下农田水分的高效利用提供参考。     

Surfer软件在田间膜下滴灌实验中的应用

田间棉花膜下滴灌的优点是通过滴头持续不间断的供水,使水分入渗至作物主根区,将盐分带出根系.因此,滴头下方水分湿润体大小、形状以及土壤水盐分布与作物生长有着密不可分的关系,利用surfer软件能够很好的绘制出滴灌前后土壤水分含量和盐分含量的等值线图,对进一步分析田间滴灌试验土壤水盐运移十分有利.本文利用棉田膜下滴灌试验数据,结合Surfer软件,对膜下滴灌条件下土壤水盐空间分布进行研究,为了解棉花大田滴灌提供了基础资料.     

间接地下滴灌土壤水分运移规律研究

通过室内试验,探究间接地下滴灌条件下砂子粒径分别为1～2mm、2～ 3mm、3～5mm,灌水结束24h后对湿润锋及土壤含水率的影响.试验结果表明:湿润锋运移形状均呈椭球体;2～3mm砂子处理下湿润锋的运移距离最大,土壤含水率最高,能够更好地指导河西地区的实际生产.     

肥液浓度对涌泉根灌条件下湿润体的影响

通过大田灌水试验,分析了不同肥液浓度条件下涌泉根灌湿润体的特点。结果表明:自由入渗湿润锋运移距离随入渗时间和肥液浓度的变化符合幂函数关系,湿润体体积随肥液浓度的增大而增大,入渗前期土壤入渗率较大,入渗后期湿润体基本达到稳定状态,不同肥液浓度的湿润体体积差异减小。