内蒙古典型土壤在地下滴灌中水运移规律研究

通过室内试验,对目前国内外常用的3种类型滴灌带(管)(单翼迷宫式滴灌带、内镶片式滴灌带及内镶圆柱状滴灌管),分别在内蒙古自治区典型土壤黏壤土、壤土及沙壤土中开展地下滴灌试验研究,得出了水分运动基本规律,并初步得出了不同流量不同类型滴灌带(管)在不同土壤内的适用性,为用户初选滴灌带奠定了基础。     

地下滴灌湿润体变化规律及滴灌带筛选初步研究

通过室内土箱试验,对目前国内常用的3种类型滴灌带(管)(单翼迷宫式滴灌带、内镶片式滴灌带及内镶圆柱状滴灌管),分别在内蒙古自治区典型土壤黏壤土、壤土及沙壤土中开展地下滴灌湿润体变化规律研究,得出随流量增大,湿润体先增后减,黏性越高,减小幅度越大;一般不宜采用压力过高、流量过大的滴灌带,黏性大的土壤选大流量滴灌带易使出流受阻,沙性大的土壤选大流量滴灌带易造成深层渗漏,一般宜选择流量小于土壤饱和导水率的滴灌带。     

地下滴灌不同毛管抗负压堵塞性能试验研究

通过室内土箱试验,研究单翼迷宫式滴灌带、内镶片式滴灌带及内镶圆柱状滴灌管分别在黏壤土、壤土及砂壤土内的抗负压堵塞性能。研究方法为将地下滴灌系统反复启闭,通过滴头流量变化反映其负压堵塞程度。结果表明:单翼迷宫式滴灌带抗负压堵塞性能较差,在壤土内流量降低34%,发生了堵塞;在砂壤土中流量下降12%,继续试验,发生堵塞的可能较大;内镶片式滴灌带抗负压堵塞性能较好,在3种土壤内都没有出现明显的堵塞现象;内镶柱状滴灌管在黏壤及壤土内流量下降均为12%,若继续试验,有发生堵塞的趋势。该类滴灌管与其余两种滴灌带相比,除滴头流道不同外,其流量最大,说明增大流量并不能明显降低负压堵塞。     

滴灌和微润灌条件下桂西北山区典型土壤水分运移规律分析

为了研究滴灌和微润灌在广西山区主要土壤的水分运移规律,在广西山区选择砂土、壤土和黏土等三种典型土壤,在室内建立并开展土壤水分运移规律试验。试验结果表明:1在地埋黏土、壤土和砂土以及0.10 MPa工作压力条件下,微润管的单米流量分别为0.24、0.31和0.43L/h,为地表出流量的67.6%~98.8%,滴灌管的单米流量为4.17、5.92和6.10L/h,为地表出流量的38.1%~68.2%;2在3种土壤中,滴灌和微润灌的水分运移形状初期为圆形,后期为椭圆形,但砂土的湿润范围最大、壤土次之、黏土最小;3在土箱相同位置,黏土的土壤含水率最大,壤土次之,砂土最小;4根据滴灌和微润灌的土壤水分运移规律,提出滴灌管和微润管在砂土、壤土的适宜埋深为20cm,在黏土的适宜埋深为10cm。     

滴头流量和灌水量对滴灌土壤水分运动的影响

滴头流量和灌水量对于滴灌系统的设计具有非常重要的实际价值。通过室内试验,对不同土质、不同滴头流量情况下滴灌土壤水分运动进行了室内试验研究。结果表明,砂土条件下,滴灌湿润体呈现越来越"尖"的直立半椭球体,滴头流量的增大会使垂直湿润锋的运移更加显著。轻壤土条件下,滴灌湿润体基本上一直呈现为平卧的半椭球体,逐渐变成半球体。滴头流量的增大会使水平湿润锋的运移更加显著。在灌水量一定的情况下,滴头流量的增加在砂土条件下会加快水分在垂直方向的运移,在轻壤土条件下则会加快水分在水平方向的运移。     

滴灌带布置及滴头流量对土壤水氮分布和春小麦产量的影响

为了探究西北旱区春小麦适宜的滴灌带布置和滴头流量的组合,2016年3—7月在甘肃民勤县进行了春小麦大田试验,研究3种滴灌带布置方式（1管4行、1管5行、1管6行）和2种滴头流量（2.2 L/h、3.1 L/h）对土壤水氮分布规律、春小麦干物质量及产量的影响。试验结果表明:灌水后,滴头流量为3.1 L/h的处理水分在水平方向运移比2.2 L/h更大,而垂向运移更小;滴头流量相同时,滴灌带间距越大,两根滴灌带中间土壤含水率越小;施肥后,0～40 cm土层内土壤硝态氮含量随滴头流量增大而增大,而40～60 cm土层随滴头流量增大而减小;滴灌带间距增大,硝态氮易向滴头正下方40～60 cm土层内累积;滴头流量相同时,配置方式为1管6行的处理在春小麦干物质量及产量上要显著低于1管4行和1管5行的处理,而1管4行及1管5行无明显差异;配置方式相同时,滴头流量为3.1 L/h处理的春小麦干物质量及产量均要高于2.2 L/h的处理。综合考虑成本、产量等因素,建议选择滴头流量为3.1 L/h、滴灌带布置方式为1管5行的组合。      

滴灌点源入渗湿润锋影响因子的研究

以试验为基础,针对重壤土、中壤土、砂壤土研究滴灌点源入渗的湿润锋运移规律,分析土壤种类、土壤容重、土壤初始含水率、滴头流量、灌水量等主要因子对湿润锋运动的影响。通过试验发现,除了土壤质地和灌水量对湿润体形状有明显影响外,土壤容重和初始含水率的变化也将造成湿润锋和滴灌效果的不同。另外,滴头流量对湿润锋水平运移影响很大。     

滴灌条件下山区典型土壤水分运移规律分析

在广西山区选择沙土、壤土和黏土等3种典型土壤,并开展滴灌在这3种土壤条件下的土壤水分运移规律研究。试验结果表明:1在地埋黏土、壤土和沙土以及0.10 MPa工作压力条件下,滴灌管的单米流量为4.17、5.92和6.10 L/h,为地表自由出流的67.58%、95.05%和98.87%;2滴灌在黏土的水分运移形状基本为圆形,在沙土和壤土的湿润形状为上小下大的椭圆形;3同等条件下,水分在沙土的水平和垂直向下运移速率最大,壤土次之,黏土最小;4在土箱相同位置,黏土的土壤含水率最大,壤土次之,沙土最小;5根据滴灌的土壤水分运移规律,提出滴灌管在广西山区沙土、壤土和黏土的适宜埋深分别为10、15和20 cm;6滴灌应用在山区条播作物时,在黏土、壤土、沙土的适宜滴孔间距应为35、30和25 cm。     

间接地下滴灌条件下 红黏土水分入渗特性试验研究

植物护坡效果与根系在土壤中的空间造型和分布(即根系构型)密切相关,研究不同土壤初始含水率和滴头流量对红黏土内水分运移的影响规律,对合理匹配土壤湿润体与植物根系分布情况,准确调控植物根系构型,提高植物边坡固土能力具有重要意义。采用室内试验的方法,在间接地下滴灌的条件下,观测土壤初始含水率和滴头流量对土壤湿润体特征值、湿润锋运移速度和含水率分布情况的影响。试验研究发现湿润锋运移的形状近似椭圆形,而湿润体的形状则近似为椭球体。随着土壤初始含水率的增加,湿润体水平方向对称轴不断下移,水分趋于垂直向下运移,随时间呈对数函数变化。在相同的滴灌量条件下,流量较小的湿润体的范围稍大于流量较大的湿润体范围,但湿润锋的半径均随时间呈幂函数变化。滴灌初期,同一时刻湿润锋运移速度随滴头流量的增大而增大,但随滴灌时间的延长,这一现象逐渐减弱。滴头流量大时,水分向水平方向运移的趋势明显,而滴头流量小时,水分向垂直方向运移的趋势更优。不同滴头流量和土壤初始含水率会形成不同形状和大小的湿润体,也会导致湿润体含水量分布不同。在调控所需的植物根系构型时,可通过控制滴头流量和土壤初始含水率来控制植物根系分布情况,提高植物根系固土的能力。     

水肥一体化下不同滴灌带配置对玉米产量的影响

针对水肥一体化下不同滴灌带配置方式对作物产量的影响,结合实际探究了当铺设50 m长滴灌带、设置6种不同首部压力时,毛管首、中、尾部的土壤含水率、干物质质量积累量对作物产量的影响。结果表明:滴灌带类型差异使得土壤的平均含水率在生育期内变化规律有所差异,滴头采用内镶贴片式(N0. 30)时土壤含水率变化规律呈较明显的先下降后上升趋势,且随着滴头流量的增大,在全生育期土壤含水率变化越平缓;滴头采用侧翼迷宫式(L0. 15)时土壤含水率变化趋势平缓,且随着滴头流量的增大,在全生育期土壤含水率变化越显著。L0. 15下全生育期土壤含水率均满足作物生长的需求,可以为作物提供充足水分;流入滴灌带的肥液流速越低、长度越长,附着在管壁的肥料质量越多,尾部作物的肥料利用率越低,致使养分吸收少,作物产量降低。对不同处理下毛管的首、中、尾部产量均匀性进行分析表明,随着滴灌带长度的增加,N0. 30的作物产量均匀性逐渐降低,L0. 15的作物产量均匀性逐渐上升,故不同滴头流量对沿滴灌带长度方向的产量均匀性有一定影响。     

黄土高原重力式地下滴灌水分运动模型与分区参数研究

建立了重力式地下滴灌条件下的土壤水分运动模型,分析地下滴灌土壤水分入渗规律.对黄土高原不同分区的4种典型土壤、不同灌水技术要素条件下的地下滴灌土壤湿润体形态、滴孔处出流量及土壤土水势进行数值模拟得出:榆林紧砂土土壤导水率较大,向下渗漏过多,不适宜地下滴灌;安塞砂壤土、洛川中壤土、武功重壤土在相同灌水量下,供水压力与滴孔孔径对地下滴灌湿润体形态影响微弱,但对滴孔出流量有较大影响,因此在地下滴灌工程设计时,只需根据田块长度和渗水管损失设计孔径和供水压力,并采用较小供水压力,降低供水水池高度,减小工程量;对武功重壤土,孔径和供水压力较大时地下滴灌滴孔处土壤易饱和板结,宜采用较小的孔径和供水压力.     

覆膜深度对滴灌土壤湿润区运移的影响

地膜覆盖对于滴灌土壤湿润区的形状和大小有很大的影响,灌水结束后,测得无膜和覆膜以及不同的覆膜深度的土壤湿润体是不同的。通过灌水试验,研究沙土和中壤土在相同的单滴头流量和灌水量,不同的地膜膜边的埋深条件下,膜边的埋深对于滴灌土壤湿润区的影响机理。试验过程中观测了土壤水平和垂直湿润锋随时间的运移和地膜覆盖以后,土壤水分的运动规律,同时和无膜的土壤湿润体进行对比。     

石羊河流域水肥一体滴灌系统滴灌带堵塞影响因素研究

为研究水肥一体化下滴灌带堵塞影响因素以及堵塞机理,在甘肃石羊河流域进行玉米膜下滴灌水肥一体化试验,选用当地常用的侧翼迷宫式及内镶贴片式2种滴灌带、3种过滤器及6种管首压力,通过对试验过程中滴灌带首尾压力的监测以及对灌溉周期结束后滴灌带堵塞程度、堵塞位置的分析,结果显示:侧翼迷宫滴灌带在长距离(48 m)水肥一体化灌溉管首压力0.05 MPa效果最优,在铺设距离≤30 m时首压设为0.04 MPa最优,既满足灌溉质量又降低系统造价。     

滴灌条件下层状土壤滞盐作用的试验研究

为了探讨滴灌条件下黏土夹层在层状土壤中的滞盐作用,针对不同构型的层状土壤进行土柱滴灌入渗试验,试验中,均质土壤为松沙土和轻壤土;层状土构型为松沙土夹轻黏土和轻壤土夹轻黏土;其中,均质土柱灌水量分别为88.5、106.2、135.7mm;而层状土柱灌水量为170.7mm。结果表明,均质土壤湿润锋附近的积盐现象是由于土壤含水率较低、水分运移速度慢,对盐分的携带能力低而导致的;盐分将随着灌水量的增大而向土壤深层运移并被排除。层状土中的黏土夹层对盐分运移具有明显的阻滞作用,使盐分在黏土层中大幅增加。土层之间的渗透性差异越大,黏土夹层的滞盐作用越强。除此以外,黏土夹层具有拟半透膜作用,使水分比盐分更容易穿过黏土夹层,增加夹层下部土壤含水率。     

多点源滴灌条件下红壤水分溶质运移试验与数值模拟

为了掌握红壤多点源滴灌条件下水分溶质运移规律,为红壤丘陵地区脐橙滴灌灌溉设计和管理提供参考,建立了5个不同红壤容重下滴灌水分和硝态氮运移的数学模型。借助Hydrus-3D模型模拟了不同红壤容重、同一滴头流量和施氮量时土壤水分溶质分布特征和湿润锋推移和交汇过程。模拟结果与试验对比表明:模拟的湿润锋运移交汇过程、湿润体内土壤含水率以及NO_3~--N含量与实测值之间的偏差均在9.5%以内;模拟值和实测值具有很好的一致性,并显示在湿润锋交汇处土壤含水率和NO_3~--N含量低于同一深度滴头下方的土壤,另外高容重红壤阻碍湿润锋的推进速度。总体而言,Hydrus-3D可以用于红壤滴灌施肥灌溉条件下湿润体范围以及水分和氮素运移和分布的模拟。     

膜下滴灌毛管配置对水分运移及棉花增产效应的影响

研究了棉花膜下滴灌在不同毛管配置、不同滴头流量下在不同质地土壤中水分运移规律及对棉花生长发育、增产效应的关系。结果表明：砂性土壤适宜于以一管二行配置水产比高、增产效果好,从产量结构及产量看,以2．8L／h滴头流量产量最高;粘土以一管四行配置增产效果好、经济效益高,以2．1L／h滴头流量产量最高。     

3种滴灌带流道滴头抗堵塞性能对比试验

对3种不同灌水器流道抗堵塞性能进行了测试,试验结果表明,新流道结构内镶贴片式滴灌带的抗堵塞性能比边缝式滴灌带提高了30%以上,比常规内镶贴片式滴灌带提高1倍以上。新流道结构的贴片式滴灌带既解决了边缝式滴灌带灌水均匀性差,又弥补了常规内镶贴片式滴灌带容易堵塞的缺点,推广应用前景广阔。      

毛细节水灌溉条件下蔗区土壤水分运移规律研究

毛细节水灌溉作为一种类似滴灌的新型灌溉技术逐渐得到关注。在室内模拟了毛细管水分在蔗区沙土、壤土和黏土中的运移情况。通过室内试验和HYDRUS-3D建模分析表明:土壤类型对土壤各方向入渗有明显的影响,水分运移速度和土壤各方向湿润范围顺序为:沙土壤土黏土;3种土壤含水率等值线变化规律基本一致,同样湿润位置土壤含水率顺序为:黏土壤土沙土。根据毛细管的水分在沙土、壤土和黏土运移规律,提出毛细管在蔗区沙土、壤土和黏土的合理埋深应为40、30和20cm。     

玉米地下滴灌适宜出苗灌水定额试验研究

为探索解决地下滴灌玉米出苗难的问题,通过土箱试验,对内蒙古自治区具有典型代表性的3种土壤,开展了毛管铺设参数(滴头流量、埋深)和灌水定额对地下滴灌湿润半径的影响规律试验,结合玉米播种深度、水分向上及向下运移的距离及种子周围土壤含水量,研究了玉米适宜出苗灌水定额,以提高出苗率,指导实际生产.结果表明:按显著性水平0.05检验,土壤类型和灌水定额均对土壤湿润半径影响具有统计学意义,而滴头流量和埋深对湿润半径影响不具有统计学意义.在黏壤土中,玉米出苗灌水定额37.5~52.5 mm基本可满足毛管埋深25~35 cm的出苗要求;在壤土中,玉米出苗灌水定额37.5 mm左右基本可满足毛管埋深25~30 cm的出苗要求,灌水定额52.5 mm左右基本可满足埋深30~35 cm的出苗要求;在砂壤土中,灌水定额22.5~37.5 mm基本可满足毛管埋深约25 cm的玉米出苗要求,灌水定额52.5 mm基本可满足毛管埋深25~35 cm的玉米出苗要求.     

无机吸附剂处理黄河水滴灌抗堵塞试验研究

为了解决黄河水滴灌中泥沙处理的问题,利用黄河泥沙配置出高、中、低3种含沙量水质的试验组,采用“水梦”无机吸附剂泥沙分离装置过滤3种水质进行滴灌堵塞模拟试验,监测水质变化情况并进行滴灌的抗堵性试验;观测2种滴灌带沿程流量变化规律、滴灌系统均匀度以及系统相对平均流量变化规律.结果表明:经“水梦”无机吸附剂泥沙分离装置处理后,不同含沙量下水体中的浊度及各类污染物指标得到明显降低,其中总氮、总磷、COD,BOD、浊度平均降低了23.9%,40.3%,47.0%,38.3%,97.8%.模拟大田滴灌进行8次灌水试验,依据2种滴灌带试验过程中灌水均匀度及灌水相对平均流量的变化情况可知,在实际使用过程中应采用流量更大、滴头类型为内镶贴片式的滴灌带.