地面灌溉土壤入渗参数时空变异性试验研究

基于典型田块的试验观测数据,开展地面灌溉条件下冬小麦生长期间土壤入渗性能时空变异性的试验研究,描述土壤入渗参数的时空变异分布特征,分析各参数间存在的相关关系。结果表明,在冬小麦生长期内,土壤入渗参数的空间变异强度呈持续性减弱趋势,其时间变异性逐渐下降并趋于稳定。土壤入渗性能在冬灌后各时段间的差异并不显著,故在此后的灌溉试验设计与管理或地面灌溉模拟中,可基本无需考虑土壤入渗性能的时间变异性影响。考虑到土壤入渗参数f0和Z180之间存在着强烈的互相关性和非常相近的时空变异分布特征,可借助f0的时空变异分布特点达到描述土壤入渗性能、衡量土壤入渗能力的目的。     

层状土垂直一维入渗土壤水分运动数值模拟与验证

[目的]为进一步认识层状土垂直一维入渗土壤水分运动规律。[方法]依据非饱和土壤水分运动理论,建立了垂直一维土壤饱和—非饱和水分运动的数学模型,并用SWMS-2D软件进行求解。采用已有文献资料,对均质土和层状土的土壤剖面含水率、土壤湿润锋运移值和累积入渗量及入渗速率等指标的实测值与模拟值进行分析验证。[结果]实测值与模拟值具有较好的一致性,所提出的数学模型既适用于均质土壤,也适用于层状土壤。[结论]所建模型能比较真实地反映均质土和层状土垂直一维入渗土壤水分运动的状况,证明利用SWMS-2D软件对层状土柱中土壤水分运动进行模拟具有可行性。     

丘陵赤红壤降雨入渗产流模型及其变化特征

在分析南亚热带丘陵赤红壤降雨入渗和产流过程基础上 ,依据田间实测资料 ,建立了丘陵赤红壤降雨入渗产流数学模型 ,分析了南亚热带丘陵赤红壤地表径流的动态变化特征及其影响因素。结果表明 ,丘陵赤红壤区 ,4～ 9月每次降雨产生的径流量变化范围为 0 .2～ 5 1.0 4m m,径流率变化范围为 0 .5 6 %～ 47.5 8% ,10月至次年 3月一般不产生地表径流 ;地表径流量与降雨量拟合关系式为 R0 =0 .0 2 5 9.Pn1 .40 34 ,径流率与土壤表层初始含水量拟合关系式为 R′0 =9.8788W7.770 2 ,而降雨强度对径流量的影响要比降雨量、土壤表层初始含水量小得多。     

生物炭-土壤结皮对土壤水分入渗和蒸发特征的影响

为提高降水资源利用效率和选择适宜生物炭覆盖量,采用垂直一维定水头入渗法,研究土壤结皮(生物炭覆盖量为0×104 kg/hm2)、单倍炭-土壤结皮(生物炭覆盖量为3×104 kg/hm2)和双倍炭-土壤结皮(生物炭覆盖量为6×104 kg/hm2)对土壤入渗和蒸发特征的影响.结果 表明:生物炭-土壤结皮的累计入渗量、初始入渗速率、稳定入渗速率和平均入渗速率随生物炭覆盖量增加而增加,与土壤结皮相比,单倍炭-土壤结皮的累计入渗量、初始入渗速率、稳定入渗速率和平均入渗速率分别增加16.9％、30.8％、2.6％和16.9％,双倍炭-土壤结皮分别增加32.1％、59.5％、3.7％和32.1％.经过3种模型(Philip、Kostiakov和Horton)模拟精度比较,Horton入渗模型适用于生物炭-土壤结皮的土壤水分入渗特征的模拟.生物炭-土壤结皮的累计蒸发量随生物炭覆盖量增加而减少,与土壤结皮相比,单倍炭-土壤结皮和双倍炭-土壤结皮的0～60 d累计蒸发量分别减少7.4％和12.3％.生物炭-土壤结皮的研究将关注于持水力、疏水性等方面研究.     

黑龙江省半干旱区防护林内主要气象因子观测初报

对齐齐哈尔(沙壤土区)、杜蒙(风沙土区)、青冈(黑土区)等3个代表黑龙江省半干旱区典型地点防护林区内7、8、9月主要气象因子(气温、气湿、风速、降雨量等)及土壤入渗率情况进行了定期观测,结果表明:3个月份平均气温杜蒙>齐齐哈尔>青冈,气湿为青冈>齐齐哈尔>杜蒙,风速为杜蒙>齐齐哈尔>青冈,土壤入渗率为杜蒙>齐齐哈尔>青冈,揭示了黑龙江省半干旱区防护林内不同土壤类型之间主要气象因子的变化特征及规律,为半干旱区防护林功能评价提供了重要依据。     

坡度和降雨强度对坡耕地入渗的影响

利用人工模拟降雨对黑龙江西部半干旱区坡耕地不同坡度和不同降雨强度下的土壤水分入渗规律进行了试验研究,采用产流历时和稳定入渗速率二项指标进行分析,发现随着地面坡度的增大,产流历时提前,稳定入渗速率逐渐减小,坡面产流历时与坡度呈对数函数关系,土壤稳渗速率与坡度呈幂函数关系;随着降雨强度的增大,产流历时提前,稳定入渗速率逐渐增大;坡面产流历时与降雨强度呈指数函数关系,土壤稳定入渗速率与降雨强度也呈指数关系。     

间接地下滴灌导水装置规格参数模型研究

根据灌水过程中质量守恒原理建立了导水装置规格(直径,高度)参数求解模型,该模型中综合考虑了滴头流量、灌水定额、土壤水力特性参数以及活动水位等因素对导水装置规格的影响。通过室内恒定水头积水入渗试验的设计和研究,定量化了土壤水力特性参数对导水装置规格参数模型的作用,并研究了导水装置内水位深度的动态变化规律。结果表明,当忽略导水装置内积水深度的动态变化对土壤水力特性参数的影响时,与一维垂直入渗规律相似,导水装置内积水入渗累计入渗量与时间的关系可用菲利普公式进行拟合,但在土壤类型一定时,间接地下滴灌的参数渗吸系数S和稳定入渗速率if还与土壤上方的积水面积有关。当滴头流量大于土壤入渗速率时,导水装置内开始产生积水,且积水深度处于不断上升的过程。该模型的建立为间接地下滴灌导水装置规格的选取提供了理论指导。     

农田秸秆覆盖的土壤水分效应

以大水位埋深的栾城试验站为例,开展玉米秸秆覆盖及对照条件下冬小麦田间试验,运用土壤水分通量法和包气带水均衡的原理,分析了秸秆覆盖农田的土壤水分效应。结果表明在大水位埋深条件下,覆盖秸秆麦田的入渗补给量(165.02 mm)小于不盖秸秆(192.91 mm),作物腾发量和土壤水消耗量大于不覆盖处理,说明秸秆覆盖不利于降水、灌溉水的入渗补给,但可以抑制土壤水分棵间无效蒸发,增加作物蒸腾量,充分利用土壤水,从而提高土壤水分的利用效率,揭示了秸秆覆盖对农田土壤水分调控的机理,为干旱区推广秸秆覆盖技术提供了理论依据。同时,对大水位埋深条件下土壤水分通量法的适用性进行了探讨。     

吉林西部降水入渗模拟中有关参数转换及确定

降水入渗模拟可以客观地反映随环境条件和人类活动影响下的水循环变化,SWAT可较好地实现对降水入渗过程的模拟,但该模型应用过程中,由于其自带数据库采用美国制,与我国土壤普查所采用的卡钦斯基制或国际制存在一定差异,导致模型本身自带的数据库不能直接使用。针对以上问题,就土壤数据库建立过程中的质地转换和土壤饱和含水率(Ks)的计算进行探讨。应用三次样条法对土壤质地进行了转换,并采用SPAW软件计算Ks值。结果表明将三次样条法应用于吉林西部土壤质地转换效果较为合理,而且通过SPAW计算Ks值大大减少了工作量,提高了工作效率。     

透水及不透水覆盖物对土壤入渗率的影响效果

降雨强度为６１ｍｍ／ｈ情况下，盖度分别为０％、２５％、５０％的透水覆盖物及不透水覆盖物小区的土壤入渗率两两差异显著（Ｐ＜０．０５），并且随着盖度增加，入渗率明显提高，透水覆盖物小区入渗率高于不透水覆盖物小区，覆盖物本身尺寸大小时入渗无明显影响。