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。     

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     

室内滴灌施药条件下阿特拉津在土壤中运移规律的研究Ⅰ：物理模拟与参数确定

利用滴灌系统施用农药可以将农药直接作用到植物根区，这是节水农业和生态农业中一种先进的灌溉施药方法。本文详细地描述了在实验室内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，介绍了采用批量平衡技术和批培养方法获得阿特拉津在供试土壤中吸附特性参数和降解速率常数的实验步骤，给出了根据Freundlich吸附等温线和一级动力学方程对实验数据的拟合结果。此外，由土壤干容重及吸管法求得的土壤质地，利用土壤传递函数间接求取了van Genuchten型水力学参数，并由易混合置换实验得到了溶质运移的弥散度。本文的研究成果为进一步开展滴灌施用阿特拉律在土壤中运移规律的数值分析奠定了基础。     

室内滴灌施药条件下阿特拉津在土壤中运移规律的研究Ⅰ.物理模拟与参数确定

利用滴灌系统施用农药可以将农药直接作用到植物根区，这是节水农业和生态农业中一种先进的灌溉施药方法。本文详细地描述了在实验室内开展的滴灌施用除草剂一阿特拉津在土壤中运移的物理模拟实验，介绍了采用批量平衡技术和批培养方法获得阿特拉津在供试土壤中吸附特性参数和降解速率常数的实验步骤，给出了根据Freundlich吸附等温线和一级动力学方程对实验数据的拟合结果。此外，由土壤干容重及吸管法求得的土壤质地，利用土壤传递函数间接求取了van Genuchten型水力学参数，并由易混合置换实验得到了溶质运移的弥散度。本文的研究成果为进一步开展滴灌施用阿特拉律在土壤中运移规律的数值分析奠定了基础。     

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。     

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.     

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     

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。     

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。     

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。     

土壤初始含水量对注射灌土壤水分运移分布 特性影响试验研究

通过室内不同土壤初始含水量的注射灌水分入渗试验,研究了土壤初始含水量对注射灌土壤水分运移分布特性影响。研究表明：注射灌的累积入渗量与时间呈幂函数关系,土壤初始含水量越大,相同入渗时间的累积入渗量越大。在出水口下方土壤水分湿润范围较大,土壤含水量也较大,而在出水口上方则相反。土壤初始含水量越大,土壤湿润范围越大,距离出水口相同距离的土壤含水量越大。以上研究可为进一步补充注射灌理论技术提供基础。     

膜下滴灌条件下KNO_3肥液浓度对土壤水盐运移的影响

为了研究膜下滴灌条件下不同肥液浓度对土壤中水盐分布规律的影响,通过大田作物试验,采用滴灌系统进行水肥一体化灌溉,测量不同KNO_3肥液浓度下土壤含水率、含盐量,并对水盐分布规律进行分析。结果表明,土壤含水量越大的地方,含盐量越小;肥液浓度对于土壤水分的分布情况无明显影响,但对含盐量影响明显;随肥液浓度增大,表层土壤中含盐量变大,深层土壤中变化规律不明显;试验中土壤盐分运移耦合性较好,可为揭示膜下滴灌条件下水盐运移规律提供参考。     

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。     

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。     

层状土壤条件下地下滴灌水氮运移模型及应用

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,考虑地下滴灌灌水器流量随时间的变化,建立了层状土壤地下滴灌施用硝酸铵(NH4NO3)条件下水氮运移的数学模型。利用均质砂土(S)、均质壤土(L)、上砂下壤(SL)和砂土夹层(LSL)四种土壤的试验数据对模型进行了验证。结果指出,考虑土壤中灌水器流量随时间变化可稍改善土壤含水率和硝态氮的模拟精度。利用验证后的数学模型研究了灌水器流量(1.1、1.75和2.6L/h)、灌水器与犁底层相对位置对地下滴灌水氮分布的影响,模拟结果表明灌水器流量对含水率分布的影响不明显,但灌水器流量的增大可明显增加20~40cm土层硝态氮含量;灌水器与犁底层相对位置对水氮分布影响显著,灌水器位于犁底层中(埋深25cm)土壤表层干土层较薄、水氮向下运移深度较小,有利于减小土壤蒸发和避免水氮淋失。     

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(Ⅱ)——数值模拟改进

针对CHAIN_IR模型无法处理积水动边界条件的缺陷,对CHAIN_IR模型进行了有针对性地修改。通过对比室内试验实测数据与数值模拟结果,结果表明对CHAIN_IR模型的修改是成功有效的。模型应用表明:积水动边界条件下,滴头流量增大会导致积水范围的不显著增大,但会引起水分沿垂向分布相对较多;同一滴头流量时,随着灌水历时的增加,积水范围也会不显著增大,但会使含水率高的区域主要沿水平方向分布。     

滴灌施肥条件下土壤氮运移研究浅析

文章通过对国外滴灌施肥条件下氮素运移的模拟和试验研究进行整理综合,得出滴灌施肥条件下土壤氮的运移和分布主要受土壤特性、灌水器流量、肥液浓度、时间和历时及灌水量的影响,而灌水器周围饱和区半径的确定是影响土壤氮素运移模拟精度的关键因素,土壤参数的量化是影响试验结果的重要因素。     

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.