膜缝沟灌入渗规律及模型研究

根据膜缝沟灌试验研究结果，分析了膜缝宽度、土壤初始含水率、土壤容重及水深4个因素对膜缝沟灌二维入渗的影响。结果表明：膜缝宽度越大，累计入渗量越大，但是不利于水平入渗；土壤初始含水率越大，在相同的入渗时间里累计入渗量越小，但是其垂向、水平入渗速率越快；土壤容重及灌水沟中的水深对累计入渗量及垂向、水平入渗速率的影响不是很明显。提出了分别以膜缝宽度和初始含水率为参数的入渗模型。     

不同灌水处理对多砾石砂土膜下滴灌玉米 水分分布特征的影响

为探究不同灌水定额对多砾石砂土膜下滴灌玉米土壤水分分布的影响,采用大田小区对比的试验方法,分析30.0mm、37.5mm、45.0mm、52.5mm、60.0mm五种灌水定额对土壤水分分布的影响。结果表明:同一灌水处理条件下,土壤剖面含水率等值线分布形式的变化过程是"长轴在垂向的椭圆形-长轴在横向的椭圆形-单峰曲线"。灌水24h后土壤含水率达到一个相对的稳定状态,且土壤表面25cm内的含水率明显小于灌后0h土壤含水率;40cm深度处土壤含水率达到最大。不同灌水定额土壤含水率变化趋势一致,随灌水定额的增加含水率等值线图越接近于椭圆形;在垂直方向与水平方向土壤含水率增加幅度分别表现为:中部下部上部、左部中部右部;52.5mm灌水定额处理下不同深度的土壤含水率最接近田间持水率。试验分析认为在多砾石砂土地区52.5mm灌水定额处理是水分分布最优的灌水处理。     

膜下滴灌灌溉制度对棉花生长和产量的影响

在新疆开展了2a的棉花膜下滴灌试验,研究了滴灌灌水量对土壤含水率、棉花生长状况和产量的影响,主要结论如下:1灌水量增加对表层土壤含水率的影响较小,在20~60cm的根区土壤中,土壤含水率随着灌水量增加明显增大;过高的灌水量会增加主要根系层(60cm)以下土层中水分的淋失;从提高水分利用的角度,中灌水量处理最为适宜。2棉花的株高和叶面积指数随灌水量增加而增加,差异达到显著水平;灌水量增加使棉花皮棉产量显著增加,处理间最大差异达到48.8%;高灌水量会明显增加未开铃数。3综合考虑土壤水分利用状况和棉花生长及产量因素,新疆地区棉花膜下滴灌灌水量取充分灌溉水量的75%较为适宜。     

毛管埋深和土壤层状质地对地下滴灌番茄根区水氮动态和根系分布的影响

通过2年日光温室滴灌施肥灌溉试验,探讨毛管埋深和土壤层状质地对根区土壤水分、NO-3N和番茄根系分布的影响,为地下滴灌的设计和运行提供依据。毛管埋深取0、15和30cm三个水平,设置0、150和 225kgN／hm\+2三个施氮量水平,3种土壤包括均质壤土(L)、上砂下壤土壤(SL)和壤土中有砂土夹层土壤 (LSL)。研究结果表明,番茄生育期内根区平均土壤含水率和根长密度在0～20cm土层中随毛管埋深的增加而降低,在20～70cm土层中随毛管埋深的增加而增大。地下滴灌土壤NO-3N含量在0～20cm土层中较地表滴灌有所增加。毛管埋深番茄总根长密度影响不显著,而最大根长密度随毛管埋深增加而降低,且出现的土层变深。层状土壤质地对土壤水分、NO-3N和番茄根系在土壤剖面上的分布影响较大,与均质壤土处理相比,LSL处理 0～20cm土层土壤含水率降低18％,NO-3N含量降低23％,根长密度增加44％,土壤剖面上总根长密度与均质壤土处理相当;SL处理0～20cm土层土壤含水率降低28％,NO-3N含量降低55％,根长密度降低35％,土壤剖面上总根长密度较均质壤土处理降低37％,因此在上粗下细层状土壤中应慎用地下滴灌。     

毛管埋深和土壤层状质地对地下滴灌番茄根区水氨动态和根系分布的影响

通过2年日光温室滴灌施肥灌溉试验,探讨毛管埋深和土壤层状质地对根区土壤水分、NO3(-)-N和番茄根系分布的影响,为地下滴灌的设计和运行提供依据.毛管埋深取0、15和30cm三个水平,设置0、150和225kgN/hm(2)三个施氮量水平,3种土壤包括均质壤土(L)、上砂下壤土壤(SL)和壤土中有砂土夹层土壤(LSL).研究结果表明,番茄生育期内根区平均土壤含水率和根长密度在0～20cm土层中随毛管埋深的增加而降低,在20～70em土层中随毛管埋深的增加而增大.地下滴灌土壤NO3(-)-N含量在0～20cm土层中较地表滴灌有所增加.毛管埋深对番茄总根长密度影响不显著,而最大根长密度随毛管埋深增加而降低,且出现的土层变深.层状土壤质地对土壤水分、NO3(-)-N和番茄根系在土壤剖面上的分布影响较大,与均质壤土处理相比,LSL处理0～20cm土层土壤含水率降低18%,NO3(-)-N含量降低23%.根长密度增加44%,土壤剖面上总根长密度与均质壤土处理相当;SL处理0～20cm土层土壤含水率降低28%,NO3(-)-N含量降低55%,根长密度降低35%,土壤剖面上总根长密度较均质壤土处理降低37%,因此在上粗下细层状土壤中应慎用地下滴灌.     

膜孔灌单向交汇入渗湿润体特性影响因素研究

通过大量膜孔单向交汇入渗试验资料,分析了膜孔单向交汇入渗湿润体特性的主要影响因素,研究了膜孔直径、间距、土壤容重、土壤质地和土壤初始含水率对膜孔单向交汇入渗的影响,结果表明各因素对膜孔单向交汇入渗湿润体特性均有明显的影响。这些研究成果为进一步研究膜孔单向交汇入渗规律和膜孔灌技术奠定了基础。     

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。     

干旱半干旱矿区采煤裂缝对土壤水分的影响研究

为研究采煤塌陷裂缝对土壤水分的影响,选取了阜新塌陷区为研究区,应用系统聚类、Mann-Kendall秩次相关检验法及多元线性回归等数理统计的方法,研究了塌陷裂缝不同深度的土壤容重变化特征,分析了塌陷裂缝尺度、距裂缝距离和土壤含水率的关系。研究结果表明,研究区土壤容重随着埋深线性增大,且容重的变化幅度具有明显的突变点,连通裂缝、隐伏裂缝和非塌陷区的突变点位置分别为50cm、70cm和150cm;同一尺度不同深度裂缝处,裂缝宽度对土壤含水率的影响随深度的增加而减小;在同裂缝同深度情况下,随着与裂缝距离的增加土壤含水率越高,至2m后影响不明显。裂缝尺度影响了土壤含水量的空间分布特征,裂缝尺度的增大使得土壤含水率平均偏差增大。     

复阻抗法土壤密度及含水率测试的标定试验研究

为确定复阻抗法测量土壤密度及含水率标定试验的影响因素及合理参数，采用室内试验与现场验证相结合的方法进行研究。通过配置多组干密度及质量含水率的土样样本，并选取不同样本数量及样本组合方式，构建土样干密度—复阻抗、体积含水率—电容电阻比的标定关系。结果表明：选取合理的土样干密度与质量含水率范围、样本数量能够显著提高标定关系的拟合程度，而样本组合方式影响相对较小。此外，基于上述试验得到的标定关系应用于工程现场测试的结果准确程度较高，验证了上述参数的合理性。     

皖北平原不同土壤水分养分差异性研究

黄潮土和砂姜黑土面积占皖北平原总面积的87%。砂姜黑土内部含有钙质结核,严重影响土壤性质进而降低作物产量。从土壤理化性质、土壤水力学参数和土壤水分等方面探讨两种土壤差异性,并结合水文气象因素分析影响黄潮土和砂姜黑土土壤水分变异的驱动因素。结果表明:黄潮土和砂姜黑土的pH值和密度存在显著差异,全氮、全磷、碱解氮含量差异不大;黄潮土0～50 cm的有效持水量显著大于砂姜黑土,保水性更好。黄潮土土壤含水率随深度增加逐渐降低,砂姜黑土土壤含水率随深度增加逐渐增大。影响黄潮土土壤含水率变化的主要驱动因素是地下水埋深和降水量;影响砂姜黑土土壤含水率变化的主要驱动因素是地温、地下水埋深和相对湿度。该研究可为进一步改善砂姜黑土土壤性质、提高作物产量提供参考。     

不同灌水条件下田菁根际土壤水盐变化规律试验研究

通过盆栽实验研究了不同灌水条件下田菁(Sesbania cannabina Pers)根际土壤水盐变化规律,结果表明:各处理在不同时间段内0～50 cm深度内土壤平均含水率都呈现双峰曲线变化,除处理1(灌溉水额333.3 m3/hm2)土壤含水率随深度的增加而增大,其余各处理的随深度的增加先增大后减小;各处理0～50 cm深度内平均土壤含盐量较初始含盐量下降了38.41%～51.59%,体现了田菁较好的脱盐效果,其中处理3(灌水定额250 m3/hm2)田菁脱盐效果最好,0～50 cm土壤内盐分减少量的40.79%随灌溉水下渗至根系层以下,44.30%被植物吸收。     

滴灌湿润体内土壤墒情监测点位置的试验研究

为了快速精确地监测土壤水分,通过田间试验观测了滴灌带一个湿润体内不同位置的7个中子仪监测点0～120cm深度土壤剖面的水分分布,分析了膜下滴灌湿润体内土壤水分随监测点位置的变化情况。结果表明:土壤含水率的差异,只与监测点与滴灌带的距离有关,距滴头5 cm处的监测点与距滴灌带30 cm处的土壤含水率垂直分布无显著性差异,与距滴灌带55、70 cm处的土壤含水率垂直分布有显著性差异。因此,墒情监测点应布置于距滴灌带0～30 cm范围内,不宜超过此范围。     

滴灌带埋深对田间土壤水氮分布及春玉米产量的影响

地下滴灌是在滴灌技术日益完善的基础上发展而成的一种新型高效节水灌溉技术。本文以春玉米为研究对象,在一种砂壤土上使用压差式施肥罐和比例施肥泵两种施肥装置,研究了3种滴灌带埋深（0cm,15cm,30cm）对田间土壤水氮分布及作物生长的影响。田间春玉米滴灌小区试验的结果表明：滴灌带埋深影响田间土壤垂直剖面中水氮的分布状态;在本试验条件下,经过多次滴灌后,0cm埋深处理的地表滴灌其土壤剖面下部70cm以下土层的土壤含水量和NO3^-N含量均高于15cm和30cm埋深处理的地下滴灌;15cm和30cm埋深处理的地下滴灌其春玉米籽粒和鲜穗产量均显著高于0cm埋深处理的地表滴灌,以T区为例,15cm和30cm埋深处理的籽粒产量比0cm埋深处理的地表滴灌分别提高10．1％和11．6％,鲜穗产量分别提高5．6％和6．6％。     

运用温度示踪法确定稳定入渗补给速率

开展不同水位埋深条件下的地中渗透仪入渗实验,分析包气带温度场变化规律及其控制因素,进而采用多层介质热传导解析方程评价入渗补给速率,探讨了温度示踪法评价包气带入渗补给问题的适用性。结果表明:气温控制包气带温度场整体特征,其对温度场的影响随深度增加逐渐减弱。水位埋深影响土壤含水率,控制包气带介质比热,决定了温度场波动性。灌水改变介质热导率从而影响包气带温度场;灌水量小且灌水温差小,灌水本身的热状态对温度场的影响可以忽略。水位埋深浅时,基于多层介质热传导解析方程的入渗补给速率评价结果更为准确,旱季相对雨季,评价结果准确性整体更高;浅部包气带含水率波动性强是造成评价误差的重要原因,选取更短的评价周期和更深的计算剖面可相对提高评价结果准确性。含水率在时间尺度上的波动是温度示踪法在非饱和带应用的难点及关键。     

长期膜下滴灌棉田土壤水盐空间分布特征研究

为分析播种前膜下滴灌棉田土壤不同深度水分和盐分的分布特征,对1998年开始利用膜下滴灌种植技术的棉田进行大规模网格取土,主要分析了棉田土壤水盐空间分布特征。研究结果表明:在生育期初播种前,棉田土壤0~5、5~20、20~40、40~60、60~80及80~100 cm对应土层中,水分变异系数小于盐分变异系数,且都属于中等变异性;土壤各层水分和盐分含量总体都呈现出表层土壤水分和盐分含量较低,深层土壤水分和盐分含量较高的分布规律;在0~100 cm土层中,随着深度增加,水分和盐分含量呈现出先增大后减小的趋势;设置排盐沟,能够使土壤盐分向排盐沟运移,有助于棉田改良。     

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。     

浅埋式滴灌条件下毛管间距对苜蓿生长的影响

为了探讨浅埋式滴灌毛管间距对苜蓿生长的影响,在阿勒泰市青河地区进行苜蓿浅埋式滴灌田间试验,试验设置30、60、90 cm 3种毛管间距。通过观测各土层含水率、苜蓿毛细根密度以及生长指标等,研究毛管间距对土壤水分以及苜蓿生长的影响。结果表明:毛管间距为60、90 cm处理的各土层含水率增值优于30cm处理;毛管间距30、60 cm处理苜蓿的毛细根密度明显高于毛管间距90 cm的处理;毛管间距为30、60 cm的处理对苜蓿生长的影响差异较小,其中以间距60 cm处理为优,而间距为90 cm对其影响较大,不利于苜蓿的生长。因此,毛管间距以60 cm最优,适合该地区苜蓿的灌溉。     

不同水源膜下滴灌对玉米性状及地温的影响

为了研究不同水源膜下滴灌对土壤地温、玉米生育指标和产量的影响,采用田间对比试验方法,定期对试验小区的地温、土壤含水率以及玉米生育指标进行观测,得出在玉米初期地表水滴灌处理的地温高于地下水滴灌,且随着生育期的推进和土层的增加,两处理的地温差异性减小;在含水率方面两种处理的差异性不明显,综合两处理的含水率和地温,两者成反比关系,但地表水对这种关系有削弱的趋势;在产量上地表水滴灌处理比地下水高4．58％,可见地表水膜下滴灌更利于作物的生长和产量的提高。     

不同灌水方式下作物与地下水的相互影响效应

为了节约灌溉水资源,利用实验室内相关装置模拟浅层地下水条件,对沪油15号油菜施以不同灌水方式,研究了不同灌水方式下作物与浅层地下水之间的相互影响效应。结果表明:在表层6 cm深度土壤,不同灌水方式下土壤含水量动态变化的差异非常明显,这些差异与地下水条件无关;在稍深一些的20 cm土层深度处,在无地下水处理的交替灌溉条件下,很难看出不同灌水沟下土壤含水量的波动变化。这说明在有浅层地下水的情况下,对作物进行交替灌溉能够促使作物更有效地利用浅层地下水。