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。     

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.     

土壤间歇入渗水肥耦合特性试验研究

为研究肥液浓度对施肥条件下土壤间歇入渗特性的影响，通过不同肥液浓度土壤间歇入渗试验，分析了不同肥液浓度波涌灌溉土壤间歇入渗水肥耦合特性。结果表明：在周期入渗时间相同时，土壤间歇入渗量与间歇入渗率均随肥液浓度的增加而增大，在间歇入渗的的第一周期表现明显，以后各周期这种差异变化随周期数的增加而变缓。同时分析了土壤间歇入渗量随肥液浓度增渗的机理，提出了不同肥液浓度土壤间歇入渗量计算模型，建立了不同肥液浓度土壤间歇入渗参数与清水连续入渗参数的关系，实现了根据清水连续入渗资料与肥液浓度确定波涌灌溉肥液间歇入渗量。实例计算表明，该方法可简单而有效地确定土壤间歇入渗量。     

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。     

地下水埋深对污灌氯离子地下水环境影响试验研究

地下水埋深是影响污灌污染物在土壤-地下水系统中运移特性的主要因素之一。通过室内污水入渗试验,研究了不同地下水埋深条件下污灌污染物氯离子在土壤中的运移特性及对地下水环境的影响。研究结果表明:地下水埋深的不同,导致了土壤内水分分布的差异,同时造成了污灌污染物迁移路径的不同,从而影响了污灌污染物在土壤-地下水系统中的运移特性。土壤氯离子增量随地下水埋深增加而增大,地下水中氯离子浓度随地下水埋深增加而减少,埋深越浅,氯离子污染地下水环境的程度越大。     

模拟再生水灌溉下污灌土壤中盐分离子交换运移的试验研究

为研究再生水灌溉下原污灌区土壤中主要盐分离子交换运移规律,采用有污水灌溉背景的两种质地土壤,根据再生水的基本性质及其盐分离子组分,配制4种浓度水平的入渗液,进行土柱模拟试验。结果表明,不同质地土壤在低Na^＋配制液淋洗下的穿透曲线都出现下凹现象,但Na^＋在壤土中富集的表现并不显著,而在粉质砂壤土中部分Na^＋吸附累积时间较长;模拟再生水入渗溶液中不同组分的盐分离子在不同程度上影响污灌土壤中发生的离子化学反应的进行,导致各处理下Na穿透时间发生显著差异;长期再生水灌溉会对HCO3^-含量较高且粉粒比重大的土壤的入渗等性能产生更为不利的影响。     

间歇灌溉田间试验及节水机理

利用责任中新型简易人工控制间歇阀及其田间配水设施系统，对间歇灌导致土壤入渗率下降和灌水质量的改善归结为土壤表面致密层的形成，容重增大和沟（畦）表层土壤糙率的降低，形成一个光滑密实的过水断面，同时提出了连续灌与间歇灌累积入渗量实验公式，且在大田间上得到了验证。     

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。     

间歇入渗对土壤溶质淋洗效率的影响

针对间歇入渗条件下土壤溶质运动规律研究的不足,采用室内土柱试验的方法,研究了相同灌水总量、不同灌水频次条件下的水分和溶质运动规律。试验结果表明:在无蒸发的条件下,间歇入渗会显著提高入渗和排水的速率,但不会影响到排水总量;在一定灌水频次范围内,间歇入渗会在不影响溶质淋洗效率的条件下提高溶质淋出的速率,但过多的灌水频次会导致土壤中水分运动速率过快,不能有效地携溶质向下层土壤迁移,导致溶质淋洗效率降低。该研究结果可为制定合理的间歇灌水制度提供一些依据和参考。     

污水灌溉对土壤浸提液元素浓度变化影响的田间试验研究

土壤化学元素的变化趋势关系到污水灌溉农业的可持续性。该文通过田间试验,研究了冬小麦和夏玉米轮作条件下2种灌溉水质和3种灌水量对土壤浸提液元素浓度变化的影响。试验结果表明：在自然降雨条件下,大水量污灌增加土壤盐分而中、小水量污灌则降低土壤盐分。试验用污水不会导致土壤的次生碱化。土壤中的Ca、Mg、Fe和Zn含量在试验期间增加而P、Mn、Cu、Cd和Ni减小。大水量污灌增加土壤中的Na和B含量而小水量污灌则降低其含量;K的变化趋势与其相反。污灌可补充土壤中的作物营养元素K和P,但降低污水灌水定额可有效抑制盐分、B和Zn在土壤以及重金属元素在作物中的累积。     

间歇入渗减渗机理浅析

该文从理论上分析了间歇入渗减渗的内在机理,以大田实测资料验证了致密层形成与发展的客观性,对间歇入渗条件下水力传导度减小的机理进行了分析,可为进行间歇灌溉灌水技术的研究者和用水管理者提供有益的参考。     

灌溉方法对保护地土壤有机氮矿化特性的影响

采用Stanford和Smith提出的长期间歇淋洗通气培养法,对连续7a采用渗灌、滴灌和沟灌灌溉,栽培番茄的保护地不同剖面层次土壤的有机氮矿化特点进行了研究。渗灌管为发汗式半软管,埋深为30cm;渗灌、滴灌和沟灌灌水方法及施肥、田间管理同当地农业生产。当20cm深处的土壤水吸力达到40kPa时开始灌水,渗灌和滴灌每次的灌水量是沟灌灌水量的1/2。试验结果表明,土壤矿化氮含量随着土层深度的增加而降低。从累积矿化氮量—时间曲线变化的趋势看,可将保护地土壤0～50cm剖面分为三个层次,其中渗灌与滴灌处理相似,为0～20cm、20～40cm和40～50cm土层,而沟灌处理则为0～30cm、30～40cm和40～50cm土层。保护地不同层次土壤有机氮的矿化可以用Twopool模型表达。比较不同灌溉处理,在0～10cm土层,易矿化有机氮含量(N1)表现为滴灌>沟灌>渗灌,易矿化有机氮矿化速率(k1)常数也以滴灌处理最大,说明滴灌更有利于表层土壤易矿化有机氮的形成。与渗灌和沟灌相比,长期使用滴灌灌溉有利于改善保护地土壤有机氮的品质。     

Enhancing the productivity of irrigated Vertisols: a comparative study between a traditional method and surge/intermittent management

Vertisols cover 12% of Ethiopia and produce on average only two million tonnes of maize grain of an estimated potential of 12 million tonnes per annum. Traditional irrigation practices are inefficient and in this paper we have examined the potential for improvement by adopting surge irrigation together with scheduling to determine irrigation frequency. Traditional irrigation management (without scheduling) and surge/intermittent irrigation (with scheduling) using maize as an indicator crop were compared over two irrigation seasons. Yield, water productivity and economic productivity were determined. Surge irrigation with scheduling resulted in a yield of 2.3 times that of traditional irrigation. Water productivity and income using surge management were, respectively, 2.7 and 2.8 times that of traditional management.     

涌泉根灌湿润体特征值变化规律研究

在米脂山地微灌枣树示范基地进行原状土涌泉根灌人渗试验,研究了不同流量、不同灌水历时条件下涌泉根灌湿润体特征值的变化规律.结果表明:湿润体的水平扩散半径、向上人渗距离、向下人渗深度随流量的增大而增大,且均与入渗时间有显著的幂函数关系;在相同流量情况下,向上人渗最快.水平扩散次之,向下人渗最慢;湿润体体积受灌水量和流量的影响;在不同流量条件下,湿润体体积与灌水量间,湿润体水平扩散半径、垂直扩散距离与灌水量间均存在极显著的幂函数关系;针对五年生枣树根系分布特征,确定了枣树适宜灌水时间和灌水量.     

辽宁省污灌区土壤重金属污染特征与生态风险评价

针对当前污灌区土壤污染研究中存在的问题,提出了一种模糊识别模型评价土壤综合环境质量,并对潜在生态风险指数法进行改进,用以计量重金属潜在生态风险。采用建立的方法对辽宁省污灌区土壤环境质量和重金属潜在生态风险进行了评价,结果显示:Cd是辽宁省污灌区首要重金属污染物,而Hg、Pb、Ni污染较为普遍;重金属的来源主要是灌溉污水和农田施肥;以工业废水为灌溉用水的灌区污染情况比以河水为灌溉用水的灌区污染严重;污灌区重金属元素污染程度大小依次为:Cd>Pb>Ni>Hg>Cu>Cr>As,而重金属潜在生态风险从大到小则依次为:Cd>Hg>Pb>Cu>Ni>As>Cr。总体来看,辽宁省污灌区存在一定程度的重金属污染,且具有较为明显的复合型污染特点,其潜在生态风险超出警戒水平,各灌区应根据各自污染特点和风险等级制定相应的污染防治对策。     

间歇和连续喷灌下土壤水分运动特征COMSOL数值模拟与验证

为探明间歇喷灌和连续喷灌条件下的土壤水分运动规律,建立喷灌随时间变化的非均匀灌水边界下的土壤水分二维运动模型,借助COMSOL数值模拟软件,实现模型的求解,并通过土箱试验对模型进行验证,分析不同喷灌模式下土壤水分运动特征,评估喷灌均匀性和喷灌模式对土壤含水率均匀性的影响。结果表明,土壤含水率和土壤湿润峰模拟值与实测值之间的一致性较好。喷灌模式对土壤水分运动过程和含水率均匀度影响不大。随着间歇次数和间歇时长的增加,喷灌结束时表层土壤含水率减小、水分入渗深度增加。喷灌条件下,土壤含水率均匀度高于地表测得的喷灌均匀度。当喷灌均匀度为39.77%～80.15%时,土壤含水率均匀度为88.57%～94.47%。当喷灌均匀度较低、点喷灌强度较高、总灌水量较大时,采用间歇喷灌、增加间隙次数和总间歇时长,可以一定程度降低地表径流和深层渗漏风险、改善土壤含水率均匀性。研究可为喷灌系统设计均匀度合理取值和高效运行提供理论基础。