单坑注水量对单坑入渗湿润体影响的试验研究

蓄水坑灌法是一种新的灌水方法。通过对不同注水量下的单坑均质砂壤土入渗试验研究,得出如下结论:不同注水量下的单坑入渗湿润体的形状具有相似性;不同注水量下的水平和垂直湿润锋的推进距离与时间的关系均为对数关系;注水量越大,水平和垂直湿润锋的推进距离也越大等结论。     

蓄水坑灌不同灌水量土壤水分分布特征分析

蓄水坑灌是一种新型的果林节水灌溉方法,为合理确定灌水量,进行了田间不同灌水量条件下土壤水分运动试验。试验以灌水量为控制因子,设300、200、100 L/棵3种灌水量水平,研究不同灌水量条件下的果树土壤水分垂向、径向变化特征。结果表明:在不同灌水量条件下,土壤含水率增量在垂向上的变化趋势一致,随着土壤深度的增加呈现先增大后减小的趋势,在同一深度范围,灌水量越大,土壤含水率增量也越大;不同灌水量条件下的土壤含水率增量在径向上的分布无明显差异,均呈现以蓄水坑为中心向两侧递减、土壤含水率增量在蓄水坑附近最大的特征;同深度的土壤含水率和土体湿润范围随时间的推移逐渐减小,最大土壤含水率也随时间推移而减小。     

基于HYDRUS的微润灌溉线源入渗数值模拟

为探究微润灌溉在沙壤土中的入渗规律,以非饱和土壤水分运动理论为基础,建立1.0、1.5、2.0 m三种水头下微润灌溉土壤水分运动的数学模型。利用HYDRUS(2D/3D)软件对模型进行求解,求解结果表明:微润灌溉入渗流量随水头的增大而增大;湿润体沿渗灌管呈圆柱形分布,相同灌水时间下,湿润体大小随水头的增大而增大,湿润锋运移速率在灌水48 h内迅速减小,之后逐渐趋于稳定;含水率等值线为以渗灌管为中心的同心圆,平均含水率随水头的增大而增大,灌水均匀度随水头的增大而减小。为了验证软件模拟的精确性,将田间试验结果与模型模拟值进行对比,结果表明:模拟值与实测值无显著性差异,两者具有较好的一致性,说明HYDRUS软件可用于模拟微润灌溉条件下土壤水分运动及设计地下线源入渗灌水策略。     

负压自动补给灌溉原理及可行性试验研究

本文提出了一种新型的负压节水灌溉技术，系统在水源高程低于灌水器高程(供水水头为负值)情况下，无需动力加压设备，自动补给实现灌溉作业。理论分析了负压灌溉的基本原理。试验研究了水源与灌水器间不同高程差(H)对灌水效果的影响，试验结果表明：累计入渗量、最大水平和垂直湿润距离随时间呈幂函数变化关系，随高程差呈指数变化关系，相关系数均非常高；湿润锋开始时运移较快，等时间线较稀疏，后来运移变慢，等时间线变密，湿润体近似为椭球体。理论上和试验均说明只要灌水器与水源的高差不超过一定范围，负压灌溉是可行的。     

局部湿润灌溉土壤水分分布特征及其潜在环境效应

针对多种局部湿润的灌溉技术,在概括其湿润体湿润特征的基础上,总结了湿润体分布特征的影响因素、局部湿润灌溉土壤水分运动模拟和局部湿润灌溉的农田环境效应,并从农田土壤氧化亚氮排放与土壤水分关系和局部灌溉土壤水分非均匀分布特征角度,提出应该开展不同湿润体形式下土壤氧化亚氮排放规律及其对土壤水分布的响应、高效减排的局部湿润灌溉灌水技术参数优化角度开展新的研究。     

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。     

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。     

涌流灌溉技术的实验研究

本文对一维间歇灌水入渗规律和二维涌流灌溉进行了室内实验研究,分析探讨了涌流灌溉机理,提出了以考斯加柯夫方程为基础的描述间歇灌水入渗规律的入渗方程,并利用有限差分法对一维间歇灌水入渗的土壤水分运移进行了数值模拟计算,其结果与实测值基本相同。实验资料表明,涌流灌溉比连续流灌溉的水流推进速度快,灌水均匀度和灌水效率高,文中还对涌流灌溉技术参数的确定进行了初步分析。     

不同灌水方式下灌水均匀度评价

从灌溉系统均匀度和土壤湿润均匀度两方面对不同灌水方式下灌水均匀度的研究概况进行了归纳总结.指出畦灌对水分分布的动态过程研究较少,喷灌应加强降低工程能耗、提高灌水均匀度等的研究,滴灌对大田尺度及线源或面源研究较弱等.预计在未来几年内,有关灌水均匀度的研究可望在两方面取得进展:①通过对土壤水分运移的复杂性以及土壤水分分布均匀度的影响因素进行区分,找出每一种因素与土壤水分分布均匀度间的定量关系;②通过对滴头点源、线源灌溉下土壤湿润特性的研究,进一步延伸到面源灌溉等方面,从而达到点、线、面、体的有效结合,提高灌水均匀度.     

秸秆地下灌溉土壤水热分布规律试验研究

通过大田试验,研究了秸秆地下灌溉条件下土壤水热的分布规律。结果表明,在工作压力0.5 m、埋管长度为80 m条件下,供水1 h内水流可到达管尾,秸秆复合管可以作为田间毛管灌溉。秸秆地下灌溉过程中,土壤水分以秸秆复合管为中心向外运动形成上窄下宽椭圆形湿润锋;在埋深20 cm时,灌溉水主要影响范围在地表下50 cm和距管水平距离0.3 m内,该区域内土壤含水率与到秸秆复合管的距离负相关,不同距离含水率的差异达到显著水平;灌水量越大、灌水时间越长,土壤含水率达到稳定的时间越久。秸秆地下灌溉主要影响地表下10～30 cm的土壤温度,灌水量对土壤温度影响明显,灌溉水水温直接影响灌溉后土壤平均温度;距离秸秆复合管水平距离相同时,土壤温度的变化随深度的增加而减小。利用秸秆复合管进行地下灌溉时,冬灌灌水量为150～250 m³/hm²,既可满足小麦需水,也不会造成土壤温度明显降低;春灌灌水量为250 m³/hm²左右,可为冬小麦生长创造较好的水热条件。     

浑水灌溉下土壤水分入渗规律研究综述

目前,国外土壤水分连续入渗研究主要集中在Green-Ampt模型的修正以及Philip、Parlange入渗方程的求解两方面。国内学者对浑水连续入渗的研究认为:浑水与清水入渗的差异主要是浑水中物理性黏粒的存在引起的,浑水入渗模型以通过浑水灌溉试验进行拟合而得到的经验公式为主;对浑水波涌灌间歇入渗研究认为,不同泥沙粒度组成的浑水间歇入渗能力均小于同条件下的浑水连续入渗能力,且减渗率随入渗周期数的增加而增大。今后应开展不同灌水方式、多种影响因素下的浑水灌溉研究。     

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     

荒漠区绿洲滴灌核桃耗水规律与产量研究

在滴灌模式下,为探究成龄核桃在不同灌水处理下核桃耗水规律、产量和水分利用效率,在阿克苏地区进行大田实验。研究表明:处理C1-375 m~3/hm~2入渗深度在60 cm范围内,不能满足核桃需水;处理C2-450 m~3/hm~2入渗深度达到80～100 cm范围,可满足核桃需水;处理C3-525 m~3/hm~2土壤水分向深层运移,造成灌溉水浪费。耗水规律从大到小依次为:油脂转化期、硬核期、果实膨大期、开花结果期。当灌溉定额超过375 m~3/hm~2,灌水量和产量呈线性增长关系;当灌溉定额大于450 m~3/hm~2,产量增长速率趋于平缓。     

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。     

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。     

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。     

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.     

基于透水混凝土渗灌不同灌水量对低丘红壤区蜜桔生长的影响

为研究不同灌水量对丘陵红壤区蜜桔生长的影响,对南丰县大田蜜桔进行透水混凝土渗灌试验。在实验地设置3 个不同灌水量水平(H₁低水,H₂中水,H₃高水)的灌溉处理,结果表明：土壤水分垂向分布大致呈先增大后减小的趋势,当透水混凝土灌水器埋深在 30cm 时土壤含水量到达峰值;在整个生育期内 H₂灌水处理枝长增长率最大;同时灌水量越大,果型指数基本呈现减小的趋势;各灌水处理蜜桔糖分随时间的增长而升高,H₃处理组果实糖分最高。综合蜜桔生长规律及枝长增长率、果实横纵径、果型指数、蜜桔糖分等 4 个指标对水分调控的响应,得出对低丘红壤透水混凝土渗灌条件下 H₃为最佳灌水处理。     

地面灌灌水频率对土壤水与温度及春玉米生长的影响

针对华北地区降雨分布规律,以北京为典型试验区,在保证作物最优土壤水分下限和灌溉定额相同的条件下,研究了地面灌(水平格田灌)灌水频率对土壤水、热状况及春玉米根系分布和产量的影响.试验结果表明,在春玉米抽雄期以前实施的地面灌各处理中,高频灌溉下土壤平均含水率波动幅度较小,土壤水分能保持在一个比较稳定的范围;灌溉显著延迟气温对地温的影响,具有显著地平抑地温作用,地温受灌水过程、土壤含水率及作物冠层面积的影响较明显.灌水频率对春玉米根长密度在行间和行上的分布存在一定影响,高频灌溉能显著促进春玉米根系在上层土壤中的分布.此外,在人工灌溉和降雨相结合灌溉模式下,地面灌不同灌水频率下春玉米产量差异不显著,北京地区的春玉米地面灌水方法宜采用低频灌.     

北京地区夏玉米滴灌下土壤水分分布及水分利用效率的研究

在北京地区开展滴灌条件下不同灌溉水量的夏玉米田间试验,通过测定土壤含水量和夏玉米产量,研究滴灌条件下不同灌溉水量对土壤水分分布及水分利用效率的影响.研究结果表明：由于2012年是丰水年份,在相同土层各灌水处理之间的土壤水分分布差异性较小;各灌水处理耗水总量随着灌水量的减小而减小,但在丰水年份均能满足夏玉米需水的需要,各灌水处理夏玉米全生育期内土壤蓄水供水基本平衡;各灌水处理水分利用效率随着灌水量的减小而增大,30豫（ ET0-P）的灌水方式可以获得较高的水分利用效率.因此,在研究区种植夏玉米若采用30豫（ ET0-P）的滴灌灌水方式进行灌溉,耗水量为368.5 mm,灌水量仅为42.9 mm,夏玉米减产幅度较低,提高了水分利用效率,从而实现高效用水的目的.