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。     

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。     

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     

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。     

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。     

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.     

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。     

灌水频率对地下滴灌线源入渗土壤水分运动规律影响的试验研究

本文通过室内试验,分析了不同灌水频率对地下滴灌线源入渗土壤水分运动规律的影响,认为在相同灌水量条件下,间隔时间越长,土壤水分含量在湿润体内的分布梯度差相对较小,而间隔时间越短,在滴头附近含水率越高,向周围递减的梯度越大。分3次完成灌水量且两次间隔时间12h的试验,在滴头周围含水率较高。     

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。     

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。     

基于FEPG模型进行流道结构两相流模拟性能研究

滴头是滴灌系统的关键部件,其结构形式和水力性能对滴灌系统有着重要的影响。滴头流道结构形式和水力性能关系的研究,有助于对改进滴头性能。文章通过对多种流道结构形式的滴头进行了FEPG与CFD模拟,分析比较出了不同流道的流态指数、流道长度及流道断面积,实验表明影响流态指数的主要因素是流道结构形式,流道长度对流态指数的影响很小。并提出了较优的流道结构,建立了描述滴头流量与流道长度及工作压力关系的数学模型。     

地表滴灌点源入渗土壤水分运动的模拟研究

在陕北米脂山地微灌枣树示范基地进行大田滴灌入渗试验的基础上,为了研究不同滴头流量的地表滴灌入渗特性及其湿润体形状,对湿润峰面土壤含水量、湿润峰运移距离和湿润体的形状变化应用HYDRUS2D软件进行模拟研究,结果表明:地表滴灌入渗湿润体的水平扩散半径、向下入渗深度均随流量的增大而增大,且均与入渗时间有显著的幂函数关系;滴灌点源入渗条件下,滴头流量、灌水量、对土壤湿润体大小和形状都有影响;土壤含水量和湿润峰运移距离的模拟值与实测值均具有较好的一致性.该文所得结果对地表滴灌系统的规划设计有一定的实用价值.     

滴灌湿润比的解析设计

湿润比的计算是滴灌系统设计的重要内容。本文根据湿润比的合理定义，按照实际单个滴头下湿润体的形状，首次提出了相关当量润湿直径（面积）的概念，导出了现在国内广泛使用的湿润比计算公式的理论基础和实际应用时应满足的严密条件，分析了已往国内滴灌湿润比设计与理论值间的误差。文中提出了用地表湿润面积（直径）进行湿润比计算的方法，这个方法将大大方便实际应用。根据湿润比的计算公式提出了设计湿润比的若干方法：滴头布置     

黑土区地下暗灌湿润锋运移规律研究

通过地下暗灌的室内试验研究湿润锋运移特性。试验采用黑龙江省的黑土,灌水器流量分别为1.10L/h和1.38L/h,埋深为30cm。结果表明,滴头流量1.38L/h处理的湿润锋扩散范围大于1.10L/h处理的范围,在灌水初期湿润锋呈圆形,随着灌水时间的延长,湿润锋呈椭圆形,且湿润锋扩展速度逐渐减小。     

滴灌施肥灌溉的水氮运移数学模拟及试验验证

基于土壤水分运动的动力学方程和溶质运移的对流-弥散方程，建立了不同土壤中地表滴灌施硝酸铵（NH4NO3）时水分和硝态氮运移的数学模型及边界条件。利用商业化软件HYDRUS-2D对模型进行了求解。为了验证所建立的模型，分别在壤土和砂土两种土壤上进行了不同滴头流量、灌水量和肥液浓度下的湿润距离、土壤含水率和硝态氮分布试验。模拟结果与试验数据的对比表明，利用HYDRUS-2D求解所建立的模型得到的湿润距离随时问的变化过程、土壤含水率和硝态氮分布与实测值吻合良好。因此，HYDRUS-2D软件可以作为预测滴灌施肥灌溉条件下水分和氮素在土壤中运移的有效工具。     

低压下流道结构参数对锯齿型滴头水力性能影响的试验研究

滴头是滴灌系统关键的部件之一,而滴头流道结构参数是决定滴头工作性能的核心因素。采用正交试验设计,探讨了在低压工作范围(2~8m)内,滴头流道结构参数对其水力性能的影响。研究结果表明,按显著水平α=0.1来检验,低压下,齿间距和齿角度对滴头的流数x存在显著影响;流道深度、齿间距与齿角度对低压下滴头的流量存在显著影响。此外,在锯齿流道总长度(19.4mm)和齿间参差量(0mm)为定值条件下,本研究构建了描述低压下滴头流量与流道结构参数之间定量关系的多元和一元线性回归数学模型。     

地下滴灌紫花苜蓿毛管设计参数和灌水定额试验研究

通过室内试验,研究了不同土壤下,地下滴灌滴头流量、毛管埋深及灌水定额对湿润半径(最远的湿润边缘到滴头的距离)的影响规律,结合内蒙古中部地区紫花苜蓿常规的种植行距,研究紫花苜蓿适宜的毛管设计参数和灌水定额。     

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。     

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。     

层状土入渗试验中指流发育的分形特征及入渗规律

土质结构差异较大的层状土入渗过程中易出现指流.为了了解层状土下层介质对指流发生发育的影响,以三种不同粒径的石英砂为下层介质和以砂壤土为上层介质进行了室内积水入渗的染色示踪试验.结果表明,下层介质粒径越大越易出现指流,且指流行进速度越快.指流发生后,入渗过程趋向于稳定,且下层土壤粒径越大,稳定入渗率与累积入渗量越小.采用湿润面积和湿润比描述指流发育的宏观特性,发现湿润面积和平均湿润比都随时间而增大,表明湿润锋趋于均匀.为定量研究层状土入渗中指流发育的分形特征,采用像素点覆盖法编制了计算染色示踪试验中分形维数发育的Matlab程序,对程序进行了验证并计算了四组试验指流发育的计盒维数.结果表明指流分布具有明显的分形特征,下层介质粒径越大计盒维数越小,且计盒维数随时间而增大.