肥液间歇入渗土壤湿润特性实验研究

通过肥液间歇和连续入渗实验,分析了肥液间歇入渗土壤湿润特性。结果表明,肥液间歇入渗湿润锋运移速度较连续入渗慢,并随周期数的增加而减小;分析了肥液间歇入渗湿润锋运移的分段模型,提出了由连续入渗湿润锋运移参数计算间歇入渗湿润锋运移距离的简化模型,实例计算表明该方法简单有效;对比了肥液间歇入渗和连续入渗土壤含水量的分布,肥液间歇入渗土壤含水量分布较连续入渗均匀,相同深度土层中入渗水量占总入渗量的比例较大。     

溶液浓度对土壤间歇入渗特性影响实验研究

通过不同溶液浓度土壤间歇入渗实验．研究了溶液浓度对污灌和灌施条件下波涌灌溉土壤间歇入渗水分入渗特性的影响．分析了土壤间歇入渗量随溶液浓度增渗的机理，为进一步研究污灌和施肥条件下土壤间歇入渗溶质运移规律奠定了基础。     

波涌灌间歇入渗减渗效果及影响因素研究

通过波涌灌条件下的室内间歇入渗试验,研究了间歇入渗特性和不同土壤质地、土壤容重及波涌灌循环率等对间歇入渗减渗效果的影响,并与连续入渗进行了对比分析.给出了判断土壤是否适合进行波涌灌的简便方法,为波涌灌技术的进一步研究奠定了基础.     

波涌灌溉土壤间歇入渗数学模型研究现状

波涌灌溉土壤间歇入渗数学模型是进行波涌灌溉田面水流运动数值模拟和灌水方案优 化设计的基础.本文介绍了国内外波涌灌溉土壤间歇入渗的几类主要数学模型:Richards模 型、权重函数模型、Kostiakov-Lewis模型或Kostiakov模型、周期-循环率模型、梯函数模 型和其它模型的应用现状,并进行了分析和评价.     

灌施连续与间歇入渗硝态氮运移与土壤含水量的关系

通过室内土壤灌施间歇入渗试验，研究了灌施条件下波涌灌溉土壤间歇入渗硝态氮的运移与分布特性，分析了硝态氮分布与土壤含水量的关系，并与灌施条件下土壤连续入渗进行了对比，为进一步研究施肥条件下波涌灌溉土壤间歇入渗溶质运移规律奠定了基础。     

肥液浓度对土壤水力特性参数的影响

为了研究不同肥液(尿素)浓度对土壤水力特性参数的影响,选取陕西省杨凌区一级阶地的砂壤土和三级阶地黏壤土为供试土壤进行一维垂直入渗试验,采用数值反演方法估算了不同肥液浓度条件下的土壤水力特性参数,并量化分析了土壤水力特性参数变化对累积入渗量的影响,最终建立了考虑肥液浓度变化的土壤水力特性参数估算式。结果表明,土壤饱和含水率θ_s、形状系数n、饱和导水率K_s均随肥液浓度的增大而逐渐增大,而进气值吸力的倒数α随肥液浓度的增大呈减小趋势;土壤水力特性参数对累积入渗量的敏感性关系为nθ_sK_sα,其中α对累积入渗量的影响10%;本试验条件下,θ_s、n与K_s与肥液浓度呈指数函数关系,利用估算结果模拟了一维垂直入渗过程中的累积入渗量和剖面含水率,并与实测值进行了比较,两者具有良好的一致性,说明所建考虑肥液浓度变化的土壤水力特性参数估算式是可靠的,研究结果可为农田水肥管理提供理论依据。     

积水条件下连续和间歇供水对土壤入渗特性的影响

土壤入渗与地表径流、土壤侵蚀、土壤养分流失和面源污染等密切相关。通过对紫色土中的黏壤土进行不同积水深度下连续供水和相同积水深度下间歇供水的土柱模拟实验,对紫色土一维垂向入渗特性进行了研究。结果表明,当积水深度为1～10cm时,积水深度对累积入渗量及入渗率基本上没有影响;积水深度一定时,连续供水下土壤容重和初始含水率对紫色土入渗特性有较大影响,累积入渗量和入渗率随土壤容重和初始含水率的增加而减少;积水深度一定时,间歇供水下紫色土入渗曲线为间断的非连续曲线,第1周期与连续供水的入渗过程一致。从第2周期开始,间歇供水的累积入渗量及入渗率均小于同条件下的连续供水,间歇供水的紫色土入渗特性与供水周期及循环率等密切相关。     

肥液浓度对浑水膜孔灌多点源入渗水氮运移的影响

为了探究浑水膜孔灌多点源入渗多向交汇下水氮运移特性,利用浑水膜孔灌入渗装置进行了室内试验,研究了不同肥液浓度(0,1,2,3,4 g/L)的硝酸铵钙溶液对浑水膜孔灌多向交汇入渗规律、单向交汇和多向交汇发生时间、膜孔中心和各交汇点(植株交汇中心、行间交汇中心和4点源交汇中心)垂直方向的含水率和NO_3~-—N的分布规律等的影响。结果表明:各肥液浓度下膜孔单位面积累积入渗量与入渗时间呈幂函数关系,入渗参数a随肥液浓度的增大而减小,入渗参数b随肥液浓度的增大而增大;随着肥液浓度的增加,单向交汇和多向交汇发生时间均提前;10 cm土层深度处,肥液入渗各中心含水率较0 g/L处理分别增加10.42%,13.94%,16.38%,24.74%;各中心垂直方向含水率随土壤深度呈现不同的变化规律;NO_3~-—N在土壤上层分布均匀,而在湿润锋处出现峰值;4点源交汇中心处NO_3~-—N含量高于其他3个中心。研究结果可为浑水膜孔灌的技术研究奠定科学基础。     

微咸水间歇供水土壤入渗特征

为了合理开发利用微咸水,以缓解农业淡水资源短缺的问题,该文通过室内微咸水垂直一维间歇入渗模拟试验,研究了微咸水矿化度为2、3、4、5和6 g/L,及不同周期和循环率下土壤的间歇入渗特性。根据Philip入渗公式分析了吸湿率S与矿化度间的关系。研究结果表明,微咸水间歇入渗符合间歇入渗的一般规律,但微咸水间歇入渗具有增加湿润深度的特点;不同矿化度微咸水累积入渗量和湿润深度不同,土壤吸湿率随矿化度的增大而增大（矿化度6 g/L除外）,间歇入渗第一周期吸湿率最大,以后各周期吸湿率逐步减小,但变化幅度不显著,并趋于稳定。     

沟灌肥液入渗硝态氮运移特性数值模拟及影响因素分析

为探明沟灌肥液(硝酸钾,KNO3)入渗特性,选取杨凌区砂壤土和黏壤土作为供试土壤,以室内试验资料为基础,对不同肥液浓度条件下的土壤水力特性参数与溶质运移参数进行了反演,并模拟分析了不同因素对沟灌肥液入渗过程中硝态氮(NO3--N)的运移规律。结果表明:肥液浓度变化对土壤水力特性参数有一定的影响,其中土壤饱和含水率θs、形状系数n、饱和导水率Ks随肥液浓度的增大呈增加趋势,但进气吸力倒数a值则呈现减小趋势;采用反演所得参数对沟灌肥液入渗过程进行了模拟,其中不同位置处土壤水分和NO3--N模拟值与实测值相对误差绝对值均值最高分别为6.52%和11.49%,说明反演所得土壤水力特性参数和溶质运移参数是可靠的;土壤初始含水率和肥液浓度对NO3--N分布的影响较显著,其中NO3--N分布范围随着土壤初始含水率和肥液浓度的增大而增大;沟中水深和沟底宽对NO3--N竖直向分布影响较小,但对水平向分布影响较大,其水平向分布范围随着沟中水深和沟底宽的增大而增大。研究结果可为农田沟灌施肥系统的设计与管理提供理论依据。     

波涌灌间歇入渗饱和-非饱和土壤水分运动数值模拟及试验

考虑到地下水浅埋对上层包气带水分分布造成一定影响,该研究结合波涌灌技术,对地下水浅埋下间歇入渗的土壤水分分布特征和运动规律进行了分析,建立了基于饱和-非饱和土壤条件下一维间歇入渗水分运动模型,根据试验实测资料采用Hydrus-1D软件反推土壤水分运动参数,并对入渗过程进行了模拟。在此基础上,确定了饱和导水率的估算模型。结果表明:所建参数估算模型较好地反映了饱和导水率与间歇周期数、循环率以及周期时间之间的相关关系,所建水分运动模型模拟值与实测值比较,累计入渗量、土壤含水率以及湿润体运移距离总体相关系数高于0.96,均方差在0.5以内,吻合度较高,能够较好地描述了地下水影响条件下波涌灌间歇入渗饱和-非饱和土壤水分运动特征。该研究为波涌灌技术进一步发展奠定了科学基础。     

滴灌压差施肥系统灌水与施肥均匀性综合评价

为优化滴灌压差施肥系统的设计与运行,通过田间试验综合评价了施肥罐两端压差(0.05、0.10、0.15、0.20和0.25 MPa)和管道布置方式(纵向一端、纵向中间、横向一端和横向中间供水)对系统灌水与施肥均匀性的影响。结果表明,施肥罐两端压差与管网布置方式对灌水均匀性的影响均不显著,但管道布置方式对灌水均匀性的影响强于施肥罐两端压差。对于纵向一端和纵向中间供水,施肥罐两端压差对施肥均匀性的影响达到显著水平(P0.05),而横向一段和横向中间供水时施肥罐两端压差对施肥均匀性影响不显著。总体而言,滴灌压差施肥系统灌水均匀性优于施肥均匀性,横向供水方式均匀性高于纵向供水方式。为了同时保证滴灌压差施肥系统灌水与施肥的均匀性,建议优先采用横向供水管道布置方式,同时尽量降低施肥罐两端差压,延长系统施肥时间。     

循环率对一维间歇入渗土壤水、氮运移分布影响的室内试验

循环率r的大小直接影响间歇入渗土壤致密层的发育程度，进而影响其减小土壤入渗率和田面糙率的作用。该文在室内模拟了地下水位为70.00 cm的非饱和土壤、灌施条件下的垂直一维间歇入渗过程，重点研究了循环率对肥液(KNO₃溶液)间歇入渗的减渗性和土壤中入渗水、硝态氮的运移分布特性。结果表明，减小循环率可使肥液间歇入渗表土致密层发育更加成熟，减渗作用明显增强，同时入渗水分、硝态氮分布于更浅层土壤中，减弱土壤硝态氮的淋失趋势。     

涌泉根灌不同浓度肥液入渗特性及土壤湿润体模型研究

为了研究涌泉根灌肥液入渗特性及湿润体水氮运移的变化规律,在陕北米脂山地微灌枣树示范基地原状土上进行了涌泉根灌肥液入渗试验。结果表明:累积入渗量与入渗时间之间符合Kostiakov幂函数关系(R20.9,P0.01);涌泉根灌入渗能力与增渗效果均随肥液浓度增大而增大;水平湿润锋与竖直湿润锋运移距离均随肥液浓度增大而增大,且均与入渗时间呈显著的幂函数关系,水平方向和竖直方向的湿润锋运移距离的拟合值与实测值的相对误差在–3.84%～5.20%以内。肥液浓度的不同对于湿润体大小略有影响。提出了涌泉根灌肥液入渗湿润体内土壤含水率和NH_4~+-N浓度分布的数学模型,即在一定浓度范围内,单位含水率的变化可引起的肥液浓度变化,且模型的计算精度较高(模拟值与实测值相对误差在10%以内),并符合湿润体内土壤含水率和NH_4~+-N分布规律,可对不同位置处土壤含水率及NH_4~+-N含量进行估算。水分分布情况对肥液浓度条件敏感性较低,NH_4~+-N分布情况对肥液浓度条件敏感性较高。研究可为涌泉根灌水肥高效利用提供参考。     

滴灌施肥机灌水与施肥均匀性试验

为了研究滴灌施肥机在不同压力条件下灌水流量和溶液浓度的时空变化以及水力要素对灌溉均匀性的影响,该文以荧光示踪剂溶液模拟肥料,并以比例混合泵滴灌施肥机为研究对象,通过连续均匀采样的试验方法分析其灌水和施肥均匀性。结果表明：比例混合泵施肥机在不同压力条件下灌水和施肥均匀性都很好,但在施肥过程中存在施肥滞后时间和停肥延时时间,这两个时间决定施肥机灌溉的最小时间及最佳施肥方式,同时受这两个时间的影响,选择不同滴灌施肥测试时间得到的施肥均匀性分析结果存在着差别。     

施肥方式对土壤水肥分布特征影响

通过室内土柱试验研究,分析了灌溉施肥与不同深度的土壤施肥处理对土壤水力特性及水肥分布的影响。结果表明,土壤施肥处理不同程度地降低了土壤入渗性能,且施肥层越浅对土壤的减渗作用越大。各处理的土壤水分经过24h再分布过程后无显著差异。在灌溉施肥条件下,土壤中的硝态氮分布较均匀,而磷和钾滞留在土壤表层。对于土壤施肥情况,在灌溉结束后硝态氮被淋洗到湿润峰以上10cm附近,P和K的浓度峰值发生在施肥层附近。施肥深度决定了灌溉结束后浓度峰值出现的位置,施肥层越深,养分浓度的峰值出现的位置越深。