沟灌二维入渗特性试验研究

通过试验研究沟灌的二维入渗特性,研究结果表明:灌水沟断面尺寸、土壤初始含水率及土壤导水率对沟灌的入渗特性均有不同影响。灌水沟中水深小、沟底导水率的减小、土壤初始含水率增大都有利于灌水沟的水平侧向入渗,同时可相应减小垂向入渗,而灌水沟底宽不影响沟的侧向入渗,只影响垂向入渗,底宽减小时,垂向入渗减小。     

覆膜侧渗沟灌入渗特性试验研究

通过试验研究覆膜侧渗沟灌的入渗特性,研究结果表明:覆膜灌水沟边坡系数及湿周对沟灌的入渗特性有明显影响。边坡系数越大,水平入渗速率大于垂向入渗速率越明显;不论水平向入渗距离还是垂向入渗距离均随着湿周的增大而增大,而沟中水深对覆膜侧渗沟灌入渗影响不显著。同时,在相同计划灌水定额条件下,覆膜侧渗沟灌入渗历时加长,入渗速率减小,入渗体形状由椭球体型基本上改成了低平抛物体形状。     

宽垄沟灌灌水水分湿润锋运移及灌水质量影响试验研究

为了反映田间灌溉土壤水分运移的实际情况,采用大田试验的方法,研究周年连作沟灌条件下灌水时不同灌水技术要素(垄宽、沟宽、沟深和沟底纵坡)对湿润锋运移距离和灌水质量的影响。结果表明:随着垄宽、沟宽、沟深的增大,土体湿润运移范围逐渐增大;随着沟底纵坡的增大,沟首部分土壤水分垂向和横向运移范围逐渐减小,沟尾部分反之。通过不同灌水技术要素对灌水质量的影响评价分析,为选择合适的灌水技术参数提供参考。     

入沟流量对灌水质量和水流特性的研究

通过垄作沟灌的田间灌水试验,用极差分析研究入沟流量、沟宽、沟深、沟底纵坡4个技术参数对灌水质量的影响和研究入沟流量对地面水流特性的影响。研究表明:入沟流量对灌水质量影响最大,其次为沟底纵坡、沟深和沟宽;水流推进时间随着入沟流量的增大逐渐减少,推进速度逐渐加快,水流推进距离与水流推进时间呈幂函数关系,相关程度都大于0.99;水流消退时间随入沟流量的增大逐渐增大,消退速度逐渐减小,尽管水流消退时间与距离也呈幂函数关系,但二者的相关性没有推进过程的好。研究成果对我国入沟流量的相关研究具有一定的参考价值。     

土壤入渗特性和田面糙率的变异性对沟灌性能的影响

以杨凌区粘壤土和砂壤土区域进行的大田沟灌试验为基础,在假定各灌水沟内部土壤入渗特性和糙率均一的条件下,重点分析各灌水沟之间土壤入渗参数和田面糙率的不同组合对沟灌水流运动过程和灌水质量的影响,结果表明土壤入渗特性的变异性对沟灌水流推进过程和灌水质量指标影响较大,在模拟时必须充分考虑;而田面糙率的变异性对沟灌水流推进过程和灌水质量指标影响较小,可采用田块糙率均值代替各灌水沟的糙率。经实例验证,水流推进过程相对误差为7.28%,灌水效率、灌水均匀度和储水效率模拟值与实测值误差分别为5.74%、6.18%和4.07%,结果表明其模拟效果较好。     

红壤蓄水渗灌水氮入渗特征研究

为研究红壤区域蓄水渗灌关键参数变化对水氮分布的影响,试验设灌水量和灌水器埋深两个因素,每个因素设3个水平,共9个处理.分析影响各因素对土壤入渗率、湿润体内含水率和硝态氮分布影响.结果表明:入渗达到稳定之前灌水量对入渗率的影大于灌水器埋深,垂向湿润锋运移距离随着灌水器埋深增加而减小,随着灌水量的增加而增加;并随着灌水器埋深加大,湿润体范围向右下方移动.土壤含水率随土壤深度增大再逐渐变小,随着灌水量的增加,土壤湿润范围增加;灌水量增加,促进硝态氮的入渗;土壤硝态氮的分布规律为由灌水器周边至湿润体边缘呈现"低-高-低"的分布态势.对土壤水氮的分布显著影响为:灌水量>灌水器埋深.增加一定的灌水量可以促进蓄水渗灌红壤水氮入渗,而增加灌水器埋深则使得湿润体范围向灌水器右下方移动;在红壤地区脐橙等经济作物灌溉中推荐采用高灌水量与深埋灌水器的方式.     

交替隔沟灌溉水分入渗特性

以玉米为试验材料 ,通过大田 3种灌水方式土壤水分的入渗规律比较分析 ,发现交替隔沟灌溉和固定隔沟灌溉土壤水分的侧向入渗比较明显 ,而常规灌溉由于受到相邻灌水沟侧向入渗的影响 ,土壤水分主要在土壤剖面的垂直方向变化。对 3种灌水方式湿润锋到达深度的研究表明 ,常规灌溉的湿润锋到达深度明显大于固定隔沟灌溉和交替隔沟灌溉。因此 ,田间采用交替隔沟灌溉可以减小土壤水分发生深层渗漏的机率     

宽垄沟灌湿润锋运移特性试验研究

通过室内试验,研究了宽垄沟灌条件下土壤湿润锋运移特性。结果表明:随着沟宽的增加,土壤湿润锋垂向运移距离减小,横向运移距离增大;随着沟深和土壤初始含水率的增加,土壤湿润锋垂向运移距离和横向运移距离均有所增加。其中,土壤初始含水率为影响土壤湿润锋运移的主要因素。土壤湿润锋的垂向运移距离和交汇前的横向运移距离均与入渗时间呈良好的幂函数关系。研究结果可为改进沟灌技术提供技术参考。     

交替隔沟灌溉水分入渗特征

以玉米为试验材料,通过大田３种灌水方式土壤水分的入渗规律比较分析,发现交替隔沟灌溉和固定隔沟灌溉土壤水分的侧向入渗比较明显,而常规灌溉由于受到相邻灌水沟侧向入渗的影响,土壤水分主要在土壤剖面的垂直方向变化。对３种灌水试验式湿润锋到达深度的研究表明,常规灌溉的湿润锋到达深度明显大于固定镉沟灌溉和交替隔沟灌溉。因此,田间采用交替隔沟灌溉可以减小土壤水分发生深层渗漏的机率。     

微地形及沟断面形状变异性对沟灌性能影响的试验研究

针对沟灌,研究了沟底起伏状况和沟横断面形状的空间变异性对灌水质量的影响。通过分析在河北吴桥开展的棉花沟灌试验数据,描述了灌水沟断面形状和沟底高程二因素的空间分布特征。采用田面平整精度Sd值作为评价沟底高程变化程度的指标,确定其对灌水均匀度和灌水效率的影响;采用断面形状参数p2描述灌水沟断面形状,以p2的标准差反映其空间变异性对地表水流运动和灌水质量的影响。结果表明,灌水均匀度和灌水效率均随沟底高程标准差的增大而减小;水流推进速度随断面形状参数p2标准差的增大而降低,灌水均匀度和灌水效率随p2标准差的增大而减小。因此,微地形和灌水沟断面空间变异性,对灌水均匀度和灌水效率均有显著的影响。     

抗旱灌水播种技术参数的数值分析

抗旱灌水播种是一种解决春旱播种的有效形式,把此方式下的土壤水分运动看成是沿种沟方向垂直剖面上的二维水分运动,根据不同的初边值条件建立了数学模型,用数值计算方法得出了种沟深度、灌水量、土壤初始含水率等技术参数的取值范围。     

垂直线源灌溉条件下交汇入渗特性研究

以模拟试验为基础,分析了垂直线源灌溉条件下不同线源长度和线源间距的交汇入渗特性,并提出了含线源长度和线源间距因子的入渗模型。结果表明,随着线源长度的增加,沿着供水管方向剖面和交汇面的湿润深度增加,湿润宽度无明显变化;随着线源间距的增加,沿着供水管方向的剖面的湿润深度减小,湿润宽度增大,在交汇面处湿润深度和湿润宽度均减小;累积入渗量随着线源长度的增加而增大,随着线源间距的增加而增大。经实测资料验证,入渗模型能有效的模拟垂直线源灌溉条件下交汇入渗特性。     

宽垄沟灌覆膜条件下土壤水分侧向入渗特性

在大棚内模拟宽垄沟灌垄上覆膜栽培条件以及灌水方案,采用中子仪进行水分观测,研究宽垄沟灌模式下灌水前后水分在垄沟间侧向入渗特性。试验结果表明,在本试验条件下,水平向及垄背垂直向含水量梯度的存在导致水分侧向及向垄背的补给明显,垄背剖面的2个观测点表层,灌水前其含水量不足田间持水量的70%,灌水后垄沟水分的侧向入渗,使该二测点表层土壤含水量呈上升趋势,17d后其平均含水量能达到田间持水量的75%~80%之间。     

地面坡度对滴灌水分入渗过程的影响

通过土箱模拟滴灌实验,研究了不同地面坡度下滴灌水分运移规律。结果表明,地面各方向湿润半径、滴头下湿润深度和最大湿润深度均与时间呈显著的幂函数关系;随着地面坡度的增大,地面顺坡方向湿润锋推进加快,逆坡方向及滴头处横坡方向湿润锋推进减缓,横坡方向最大湿润宽度也随着坡度的增大而减小;在纵剖面上随着地面坡度的增大,滴头下入渗深度逐渐减小,而最大入渗深度则逐渐增加,最大入渗深度的位置也距滴头越远;地表和纵剖面湿润范围的变化表明,与水平地面相比,整个湿润体随着地面坡度的增大明显向下坡方向偏移,且坡度越大,偏移距离越大,湿润体形状由对称的半椭球形向下坡大而上坡小的梨形变化。     

秸秆颗粒形态对沟灌入渗特征影响的试验研究

为了探明秸秆粉碎颗粒形态对沟灌土壤水分运移特征和土壤质量含水率分布状况的的影响,采用具有不同秸秆粉碎形态的玉米叶(片状)和玉米芯(颗粒状),进行了室内试验研究,并采用HYDRUS-2D软件对不同处理湿润锋运移情况进行了模拟.结果表明:具有片状形态的玉米叶各处理,随混掺比例及埋深的不同,均能降低土壤的入渗率,而具有颗粒形态的玉米芯处理显著增加了土壤入渗率;玉米芯混掺处理表明在埋深(10,15］ cm设置混掺层能增大土壤的垂向运移距离,18%土壤质量含水率等值线垂向距离明显大于埋深(5,10］ cm处理的;玉米叶不同埋深处理表明埋深(10,15］ cm比(5,10］ cm更能增加18%土壤质量含水率等值线的水平距离;3%Y10~15(混掺比例3%,玉米叶,埋深(10,15］ cm)处理最大土壤质量含水率值达到21%,而其垂向运移距离最短,说明该处理能够有效地阻滞水分的垂向入渗,增强植物混掺层上部土壤质量含水率;采用HYDRUS-2D软件模拟的湿润锋运移值与实测值误差在3%以内,说明其能够准确描述植物混掺条件下沟灌入渗过程中的湿润锋运移特征.     

地表积水条件下滴灌入渗特性研究

大流量供水条件下滴灌入渗地表积水区域不断变大,直到通过积水区域的水分渗透能力和滴头的供水强度达到平衡。不同滴头流量条件下水平和垂向湿润锋的推进速率和入渗时间存在极显著的幂函数关系。滴头流量对湿润体水平和垂向湿润距离的比值有显著的影响,滴头流量越大该值也越大,并且该值随着入渗时间的增加而逐渐变小。滴灌积水入渗的稳定渗透通量Jo大于垂直一维入渗的稳渗率,并且Jo随滴头流量的增加而减小,Jo和地表积水半径的倒数呈显著的线性关系,根据Wooding入渗方程可推导出该直线的截距代表了一维入渗条件下土壤的饱和导水率。     

大田滴灌条件下土壤水分运移规律的试验研究

研究了大田滴灌条件下,不同灌水量、不同滴头流量以及不同的土壤剖面容重条件下水分在土壤中的迁移规律。结果表明:在大田滴灌条件下,地表沿滴头土壤湿润锋基本呈圆形分布,在一定灌水量和滴灌流量条件下,土壤垂直湿润锋明显地大于水平湿润锋,且随着灌水量的增加呈线性关系;在同一灌水量下,随着滴头流量的增大,湿润体水平扩散半径(r)和竖直入渗深度(h)也相应变大;在不同灌水量下,湿润体水平和竖直湿润速度随着时间的增大都逐渐变小;随着剖面土壤容重的增加,水平湿润锋的迁移加快,水平湿润锋随时间的变化呈显著的幂函数关系;随着灌水量的增加,不同剖面容重下的土壤水平湿润锋速率的增加逐渐变小,而垂直湿润锋则呈变大的趋势。     

宽垄沟灌覆膜条件下土壤水分运移初探

宽垄沟灌作为一种大田作物栽培灌水方式已逐步受到关注.为研究灌水前后水分在垄沟间的运移及再分布,本试验在大棚内模拟宽垄沟灌垄上覆膜栽培条件以及灌水方案,采用中子仪进行水分观测.试验数据显示,在本试验条件下,垄背剖面的两个观测点表层,灌水前其含水量仅为田间持水量的65%和66%,灌水后垄沟水分的侧向入渗,144 h(6 d)分别达到田间持水量的73%和80%,408 h(17 d)达到田间持水量的78%和79%.试验结果表明,在宽垄沟灌覆膜条件下,水平向及垄背垂直向含水量梯度的存在导致水分侧向及向垄背的补给明显,且在覆膜条件下,垄背蒸散发损失少,起到减少土壤水分无效损耗、高效利用之效果.     

贺兰山东麓砂质酿酒葡萄园土壤水分分布研究

针对贺兰山东麓砂质酿酒葡萄园漏水漏肥,水分利用率低等问题,采用田间试验,分别设置沟灌、单管滴灌和双管滴灌的方式,研究土壤水分分布及葡萄需水规律,从而制定适宜的灌溉制度。结果表明,沟灌水分下渗基本在70cm内的根系分布层,灌溉后期含水率低,灌溉周期为13d;双管滴灌水平侧渗区域主要集中在20～45cm的葡萄毛根活动区域,垂直入渗在在60cm根系分布区内,灌溉周期为9d;单管滴灌垂直下渗速率高于侧渗速率,灌溉周期为7d。单管滴灌方式便于大规模的葡萄机械化管理,最佳水分管理方式为增加单次灌溉时间让单次灌水量达到450m3/hm2。