膜孔单点源肥液入渗运移特性研究

通过单膜孔点源室内入渗试验,研究了膜孔肥液入渗的分布特性与运移规律。研究表明,膜孔肥液入渗湿润体土壤含水率比清水的大;分析了肥液入渗累积入渗量比清水入渗增加的机理;供水入渗过程中,浓度锋运移距离和浓度最大值均随时间的延长而增大;再分布过程中,浓度锋运移距离继续增大,而浓度最大值逐渐减小;膜孔肥液入渗土壤浓度与土壤含水量的关系在不同时间均近似于“S”型曲线。该研究成果为进一步进行膜孔灌溉技术研究奠定了科学基础。     

土壤容重对盐碱土膜孔沟灌水盐运移分布的影响

进行室内盐碱土膜孔沟灌与沟灌水分入渗试验,总结土壤容重对盐碱土膜孔沟灌水盐运移分布的影响及灌水方法对土壤水盐运移分布的影响。结果发现,相同入渗时间下,土壤容重越大,盐碱土膜孔沟灌累积入渗量越小,且累积入渗量与入渗时间符合幂函数关系;相同入渗时间下,水平、垂直湿润锋运移距离均随土壤容重的增大而减小,与时间之间表现出良好的幂函数关系;随着距灌水沟沟底膜孔中心距离的增加,土壤含水量减小,土壤含盐量增加;灌水时间一定时,土壤容重越大,盐分淋洗区越小;相同灌水量条件下,膜孔沟灌入渗时间比沟灌长,湿润锋运移距离大,湿润区内相同位置处,膜孔沟灌含盐量小于沟灌,试验结束时,膜孔沟灌的脱盐效果比沟灌好。     

容重对红壤土水平一维入渗水分运移特性的影响

[目的]研究水平一维入渗条件下,容重对红壤土水分入渗的影响。[方法]以不同容重的红壤土为研究对象,进行了室内水平入渗试验。[结果]相同时间内容重越大,水分运移的速度越慢,湿润锋运移距离越小,累积入渗量越小;在湿润锋之上,相同容重的土壤含水量差别不大,在相同的入渗距离,土壤容重越大,含水量越小。[结论]建立了红壤土一维水平入渗条件下容重与湿润锋关系模型,改进了一维水平入渗条件下的Philip模型。     

灌水器流量对涌泉根灌湿润体肥液入渗影响研究

为了提高涌泉根灌灌溉模式下的水肥利用效率，在西北农林科技大学米脂试验站原状土上进行了涌泉根灌湿润体肥液入渗试验，研究不同灌水器流量对湿润体特征值的变化特性及水氮运移规律的影响。结果表明：灌水器流量对涌泉根灌肥液入渗湿润体内含水率以及氮素分布均有不同程度的影响，入渗能力、湿润锋运移距离均随灌水器流量的增大而增大，并分别得到灌水器流量与涌泉根灌累计入渗量以及湿润锋运移距离的数学模型。肥液入渗条件下形成的湿润体形状近似为椭球体，湿润体内土壤含水率表现为表层低（18.55%）、中间高（20.39%）、底层低（14.46%）的趋势，在实际生产过程中，应当以分布1 d时湿润体特征值作为灌水技术指导依据。相同土层深度处NO-3-N和NH+4-N含量均随灌水器流量的增大而增大，再分布时间越长，土壤中NO-3-N含量总体呈增加趋势，表层土壤NO-3-N含量最大，深度越深NO-3-N含量越低；土壤中NH+4-N含量总体呈减少趋势，而深层土壤NH+4-N含量减少更明显。水分运动对NO-3-N含量的分布及运移较显著，水分运动对NH+4-N含量的分布及运移不显著。上述结果为涌泉根灌水肥高效利用提供了技术参考。     

不同残膜含量对淡灰钙土水分入渗过程的影响

为探讨不同残膜含量对土壤入渗性能的影响,以银川平原淡灰钙土为研究对象,设置5组不同残膜量：0（T0）、100（T1）、200（T2）、400（T3）、800 kg·hm^-2（T4）,利用一维垂直定水头入渗法,观测湿润锋运移规律和水分入渗过程,并利用4种入渗模型拟合土壤入渗过程,分析其适用性。结果表明,随残膜含量递增,在同一入渗历时内累积入渗量逐渐减小。当入渗时间为390 min时,与T0相比,T1~T4处理的累积入渗量分别减少4.7%、5.8%、6.3%、11%。在入渗同等时间内,残膜量越高其湿润锋运移距离越短。当湿润锋在土柱完成运移时,T0~T4处理分别耗时390、420、510、600、660 min,即随残膜含量的升高入渗时间延长。T0~T4稳定入渗速率分别为0.27、0.24、0.21、0.19、0.16 mm·min^-1,入渗率随残膜含量的升高而降低。入渗模型拟合的R²大小依次为通用经验模型 > Kostiakov模型 > Philip模型 > Horton模型,通用经验模型适合描述含残膜土壤的水分入渗过程。研究表明残膜对淡灰钙土水分入渗存在抑制作用,其影响程度随残膜量增加而增大。     

生物质炭输入对盐化灰漠土壤水分运移的影响

【目的】研究生物质炭输入对氯化物—硫酸盐盐化灰漠土水分垂直运移的影响。【方法】轻、中、重盐渍化土壤输入不同量生物质炭,以不添加生物质炭为对照,通过滴加去离子水,观测湿润锋和累计入渗量随入渗时间的变化。【结果】各程度盐渍化土壤不同生物质炭输入量处理,湿润锋垂直运移距离和累计入渗量随入渗时间的持续均显著增大(P﹤0.05);生物质炭输入阻碍水分在中、重度氯化物-硫酸盐盐化灰漠土入渗,低生物质炭输入量(≤4%)促进水分在轻度盐渍化土壤垂直运移;轻、中度盐化灰漠土输入大量(≥6%)生物质炭可增加累计入渗量,重度盐化土壤累计入渗量随生物质输入量增加而降低;不同生物质炭输入量处理间垂直湿润锋深度的累积入渗量变化无规律。【结论】生物质炭输入比例、盐渍化程度及两者的交互效应对土壤水分的入渗效率和累计入渗量均有显著影响:对中度盐渍化土壤入渗速率和入渗量促进作用突出;低量输入对轻度盐渍化土壤水分运移有促进作用;对重度盐渍化土壤累计入渗量和入渗速率均有抑制作用。     

土壤初始含水率对深层坑渗灌入渗特性的影响

通过室内模拟试验与理论分析,探究4种不同土壤初始含水率条件下深层坑渗灌土壤水分运动规律。结果表明:初始含水率对入渗特性有显著影响。相同入渗时间,初始含水率越大,累积入渗量越小,入渗率也越小;而湿润锋运移距离随初始含水率的增大而增加;初始含水率越大,湿润体也越大,且相同位置的含水率也越大。建立了改进的Kostiakov入渗模型,以及初始含水率与湿润锋运移距离的幂函数关系,对所建模型进行验证,精度较高。     

地埋微润管入渗试验研究

[目的]探明微润管地埋条件下的水分入渗和分布规律,为微润灌溉的工程设计和技术应用提供依据.[方法]设置3m、2m两种压力水头,在室内土槽中进行微润灌入渗试验,观测湿润锋随时间的运移规律及横断面的土壤含水量分布状况.[结果]形成以微润管为中心的圆形湿润体,湿润锋运移距离、推进速度与入渗时间存在良好的幂函数关系;土壤含水率以微润管为中心对称分布,离微润管距离越远含水率越低.[结论]微润管地埋出流条件下的湿润锋运移受重力作用影响较小,湿润锋和土壤含水量以微润管为圆心对称分布.     

间接地下滴灌下水分及硝态氮的分布运移

【目的】探究在室内环境条件下,间接地下滴灌的水分分布状况以及不同浓度肥液对硝态氮分布运移的影响.【方法】利用室内土箱进行试验,间接地下滴灌的流速为3 L/h,灌水2 h后分析土壤水分分布状况,分别以300(T_4)、600(T_3)、1 000(T_2)、1 300(T_1) mg/kg的4种不同浓度肥液为变量,研究不同肥液浓度下硝态氮在土壤中的淋失和积累情况.【结果】滴灌开始时的水分入渗速度最大,随时间推移持续减小,水平方向比竖直方向的湿润锋运移速度快,最终水平方向的湿润锋运移距离大于竖直方向的湿润锋运移距离;土壤含水率分布为从出水口向四周逐渐降低,出水口附近的含水率最大; T_3、T_4处理下,于出水口处的土壤硝态氮含量较低,在湿润锋边缘出现硝态氮的积累.T_1、T_2处理下,硝态氮的分布与土壤含水率相近,硝态氮的聚积发生在距离出水口较近处,且无湿润体边缘硝态氮积累的现象.【结论】硝态氮的分布情况与土壤含水率的分布和肥液浓度有很大关系,低浓度肥液会造成硝态氮淋洗,土壤水分高的地方硝态氮含量低;高浓度肥液会使硝态氮聚集在出水口附近,土壤水分高的地方硝态氮含量高.     

滴头间距对双点源交汇入渗影响的模拟研究

【目的】研究滴头间距对双点源滴灌土壤水分入渗的影响。【方法】应用HYDRUS 3D软件,在滴头间距分别为10,20,30和40 cm时,对湿润峰交汇时间、交汇面土壤含水量、湿润峰运移速率和湿润体的形状变化进行模拟研究,并进行试验验证。【结果】湿润峰交汇时间随着滴头间距的增大呈指数级增加,湿润峰运移速率与滴头间距之间呈幂函数关系;随着滴头间距的增加,湿润体形状依次从1个近似半球体向近似半药囊形、半花生壳形及2个分离的近似半球体转变,湿润体内高含水量区域也从2个逐渐转化为1个。以土壤剖面含水量、湿润峰运移距离及总入渗量为指标进行验证试验,结果表明,土壤含水量、湿润峰运移距离及总入渗量的模拟值与实测值均具有较好的一致性。【结论】滴头间距对双点源滴灌土壤水分入渗影响显著,土壤水分三维数值模拟模型能较准确地反映双点源入渗条件下粘壤土的水分运动规律。     

局部控制地下浸润灌溉土壤入渗特性研究

通过室内试验,对局部控制地下浸润灌溉不同处理下的土壤水分运动进行了观测分析,并用幂函数对不同处理下湿润锋入渗距离及入渗速率与入渗时间之间的关系进行了拟合,用Kostiakov入渗模型建立了局部控制地下浸润灌溉中累计入渗量与累计入渗时间之间的关系,同时确定了局部控制地下浸润灌溉合理的技术要素组合范围。结果表明,所有处理条件下湿润锋的推移及土壤入渗速率与入渗时间均呈显著或较显著的幂函数关系;Kostiakov入渗模型能准确地描述局部控制地下浸润灌溉中累计入渗量与累计入渗时间之间的关系;局部控水浸润灌溉合理的技术要素组合为:淹没高度为7-9 cm,适宜开孔率为14%左右,灌水下限不低于70%田间持水率。     

沼液穴灌土壤水分运移的交汇入渗特征

通过室内试验研究不同沼液浓度(原液与水的体积比为1∶4、1∶6、1∶8、CK)和穴孔直径(3、5、7 cm)对沼液穴灌土壤水分运移交汇入渗特征的影响。结果显示:相同入渗时间内,累积入渗量随沼液浓度的增大而减小;相同沼液浓度条件下,土壤水分累积入渗量随穴孔直径的增大而增大,土壤水分入渗速率随入渗距离的增大而减小;在相同穴孔直径及入渗位置,沼液浓度越大,土壤入渗速率越小;在相同入渗位置,随穴孔直径的增加,土壤入渗速率逐渐增加;Kostiakov入渗模型准确描述了累积入渗量随入渗时间增加而增加的关系,且模型拟合系数R2均大于0.99;沼液浓度相同时,土壤含水率为22%等值线以上的面积随着穴孔直径的增加而增大;土壤含水率为22%等值线以上的面积随沼液浓度的减小而增大。综合分析结果表明,沼液穴灌交汇入渗速率、累积入渗量及土壤含水率分布受沼液浓度、穴孔直径的影响。     

盐溶液对土壤入渗特性的影响

[目的]分析盐溶液对土壤入渗特性的影响,为进一步研究供水水质对土壤入渗特性影响及机理提供参考。[方法]以NaCl、CaCl2溶液为主要试验材料,利用室内一维垂直土柱积水入渗试验,研究不同种类、不同浓度的盐溶液对土壤入渗能力的影响。[结果]溶液浓度对水分入渗性能有一定影响,2种溶液入渗率、累积入渗量及湿润锋推进距离的变化表现为50 mg/L>100 mg/L>10 mg/L;溶液浓度相同情况下,不同溶液对水分入渗的影响表现为:NaCl溶液对土壤入渗特性的影响比CaCl2溶液显著,相同时间内,NaCl溶液的累积入渗量和湿润锋推进距离均大于CaCl2溶液;CaCl2溶液相较于NaCl溶液,入渗相同水量所需要的时间长,入渗率较小。入渗率、累积入渗量和湿润锋动态变化符合Philip入渗模型。[结论]该研究仅对室内土柱盐溶液入渗情况进行了分析探讨,涉及浓度较低、范围较小,虽在一定程度上为研究供水水质对土壤入渗特性影响及机理提供了参考,但仍需进行更大空间和更大浓度范围的试验研究和探讨工作。     

盐溶液对土壤入渗特性的影响(英文)

[目的]分析盐溶液对土壤入渗特性的影响,为进一步研究供水水质对土壤入渗特性影响及机理提供参考。[方法]以NaCl、CaCl2溶液为主要试验材料,利用室内一维垂直土柱积水入渗试验,研究不同种类、不同浓度的盐溶液对土壤入渗能力的影响。[结果]溶液浓度对水分入渗性能有一定影响,2种溶液入渗率、累积入渗量及湿润锋推进距离的变化表现为50mg/L>100mg/L>10mg/L;溶液浓度相同情况下,不同溶液对水分入渗的影响表现为:NaCl溶液对土壤入渗特性的影响比CaCl2溶液显著,相同时间内,NaCl溶液的累积入渗量和湿润锋推进距离均大于CaCl2溶液;CaCl2溶液相较于NaCl溶液,入渗相同水量所需要的时间长,入渗率较小。入渗率、累积入渗量和湿润锋动态变化符合Philip入渗模型。[结论]该研究仅对室内土柱盐溶液入渗情况进行了分析探讨,涉及浓度较低、范围较小,虽在一定程度上为研究供水水质对土壤入渗特性影响及机理提供了参考,但仍需进行更大空间和更大浓度范围的试验研究和探讨工作。     

膜孔灌肥液入渗氮素运移特性研究进展

膜孔灌土壤入渗为充分供水条件下的空间三维点源入渗,基于膜孔灌已有研究成果的基础上,全面分析了膜孔灌肥液自由入渗、单向交汇入渗和多向交汇入渗的水氮运移特性、水肥耦合特性、影响因素、数学模型等研究进展和存在问题,提出了今后膜孔灌入渗研究的主要方向,为膜孔灌理论与技术的进一步研究奠定了基础。     

Water and salt movement in different soil textures under various negative irrigating pressures

This study examined the effect of different negative pressures and soil textures on water and salt movement to improve the efficiency of negative pressure irrigation(NPI).Four soil textures of varying fineness(Loamy Sand,Loam,Silty Loam,and Sandy Loam) and three negative pressure values(0,-5,and-10 kPa) were used.As irrigation time increased,wetting front movement speeds decreased,and as negative pressure increased,wetting front size decreased.Coarse soils had the smallest wetting front under greater negative pressure.Next,water infiltration rate decreased as irrigation time increased,and coarse soils had the lowest average infiltration rate under greater negative pressure.Finally,salt content increased with distance from the irrigation emitter and with increased negative pressure.Further,coarse soils were found to have decreased desalination under greater negative pressure.Thus,soil texture has a strong effect on NPI efficiency.However,by adjusting pressure values in accordance with soil texture,soil water content can be controlled and maintained.These findings are important to the improvement of NPI systems,increasing their practicality for agricultural use.     

植物混掺物对土壤水分运动影响的分析

[目的]研究植物混掺物对土壤含水率、土壤保水性和入渗性的影响。[方法]利用简单试验仪器设计植物混掺物的室内渗流试验,即在相同入渗水量（注水920 ml）条件下,测定纯土及掺有1%和3%麦秸、胡麻杆及玉米芯8种土壤类型的土壤水入渗的相关参数,比较其土壤含水率和湿润锋推移的差异性。[结果]在植物混掺物的湿润锋推移中,混掺3%麦秸、胡麻杆、玉米芯的无积水时刻分别为79、83和75 min,水平湿润锋入渗距离分别为12.6、12.1和13.2 cm,垂向湿润锋入渗距离分别为14.0、14.5和15.0 cm,以混掺3%玉米芯的土壤无积水时刻少,水平湿润锋入渗距离和垂向湿润锋入渗距离为最高,其含水率低1%～3%。[结论]在耕作层中掺入适量秸秆有助于提高土壤保水性,增加入渗性及墒情,实际耕作中以添加3%玉米芯为最好。