基于水量平衡原理的沟灌水流推进解析模型研究

传统的基于水量平衡原理的沟灌水流推进模型研究,必须给定下渗水形状系数σz的具体值,导致模型精度受到一定影响.本文通过对下渗水形状系数σz与水流推进关系的理论分析,建立基于水量平衡原理的沟灌水流推进解析模型,确定其迭代算法,研究地表储水形状系数不同取值(介于0.70～0.80之间)对模型计算精度的影响,并结合已有的文献资料和田间试验对模型验证.研究表明:所建模型可解决沟灌过程中下渗水形状系数难以直接给定的问题,提高了模型的精度;地表储水形状系数在0.70～0.80之间的不同取值对模拟结果影响较小,且取0.75时的模拟值优于取0.70或0.80时的计算结果.验证结果表明所建立的解析模型有较为严谨的物理基础,计算方便,精度较高,具有较强的实用性.     

土壤容重对浑水一维垂直入渗特性及致密层形成特性的影响

通过开展室内浑水一维垂直入渗试验,设置了4个土壤容重水平(1.30、1.35、1.40和1.45g/cm3),观测不同土壤容重影响下浑水入渗能力、湿润锋运移距离、致密层土壤颗粒组成及落淤层厚度等的变化特性.结果 表明:浑水累积入渗量、入渗率和湿润锋运移距离均随土壤容重的增加而减小,而落淤层厚度随土壤容重的增加而增大;落...     

混凝土渠道防渗效益模型研究

依据经济学原理,对混凝土渠道在经济静态和动态条件下,防渗性能随运行时间呈等差衰减、等比衰减及不随运行时间衰减时的防渗效益进行了研究。给出了三种状态下防渗、维修或改建的判定原则及经济模型。结合算例,对渠道防渗效益进行了经济分析。通过渠道测验后的必要性判定,避免渠道防渗的盲目性。     

U形衬砌渠道冻胀机理与防渗技术研究

用薄壳结构理论分析U形衬砌渠道抗冻胀机理,认为在冻胀力作用下,U形砌体发生整体上抬时,不象梯形渠道在渠底中部沿渠道轴线方向和在两渠坡距渠坡底1/3处沿渠线方向各形成一条冻胀裂缝,U形衬砌渠道破坏的主要原因是受渠基土壤水分以及不良气象条件影响,同时与渠道走向及受力状态有关,所有这些将使衬砌体发生不均匀冻胀而破坏。依据水力最佳断面条件求解U形渠最佳断面参数,分析我国南北灌区的三种断面形式不同衬砌材料、不同结构形式及不同嵌缝材料的大中型U形衬砌渠道的设计及施工技术,认为在无冻害地区U形衬砌渠道具有良好的防渗性能,在冻胀量不超过5 cm的Ⅱ级基土冻胀性工程地区,在采取适当的防冻措施后,U形衬砌渠道仍然是一种完全适用的、良好的防渗方案。针对U形衬砌渠道目前存在的问题提出了今后应研究的方向。     

田间非饱和土壤水分运动参数测定

在秦王川灌区利用双环入渗仪在现场进行了积水入渗试验,同时利用γ射线测定土壤水分剖面,进而根据室内外所测定的土壤水分特征曲线,推求了该灌区非饱和土壤水分运动参数,并对室内外所确定的结果进行了对比分析。     

容重对土壤水氮垂直运移特性影响

为研究不同土壤容重下红壤土与黄土中水分与硝态氮垂直一维入渗运移特性差异,提高红壤与黄土地区水肥利用效率,以江西壤黏土与西安粉壤土为研究对象,采用垂直一维入渗方式模拟土壤容重对2种土壤中水分及硝态氮垂直运动规律的影响.结果表明:江西壤黏土与西安粉壤土的湿润锋运移距离及入渗速率均与土壤容重呈负相关;灌水结束时与再分布1 d后,2种土壤的含水率均与土壤容重呈负相关,西安粉壤土的含水率略大于江西壤黏土;土壤容重越大,硝态氮越集中于深层土壤中且其峰值越高,再分布过程中峰值下降,其中容重为1.25,1.35,1.40 g/cm³的峰值下降较大.灌水结束时土壤容重对40~50 cm土层内的硝态氮质量比在0.05水平下均具有统计学意义;再分布1 d后,2种土壤在0~30 cm土层内的硝态氮质量比相差甚小,在30~60 cm土层内的硝态氮质量比均较高,但西安粉壤土的硝态氮质量比更高.故江西壤黏土中硝态氮更容易淋溶,而西安粉壤土的持水持肥性较好.     

基于灌区信息化技术的区域旱情分析及预测

为了了解区域农业干旱状况,指导灌区适时适量灌水,将信息化技术与水量平衡模型结合起来,利用ArcGIS软件,对区域土壤相对含水率进行了模拟与研究,并绘制区域旱情趋势图,将模型中涉及的各个影响因素的确定方法应用于整个模型当中,并在陕西省眉县石头河灌区进行了运用,同时以灌区内某一支渠控制面积的TDR所测数据作为验证。结果表明,Hargreaves公式在4—10月高温季节日尺度计算上结果偏大,Priestley-Taylor公式日值计算的结果与彭曼-蒙特斯公式最为接近,可以作为研究区域日尺度的腾发量计算,彭曼(1956)与修正的彭曼(1979)公式计算结果在趋势上与彭曼公式保持一致,但是值偏大;通过地下水补给量与地下水埋深的历史资料建立了经验数学关系模型,进而获得研究区域地下水对作物的补给量;对比TDR水分传感器的实测土壤含水率数据证明应用水量平衡模型分析灌区旱情是可行的。     

膜孔灌单点源入渗特性与数学模型研究

通过室内膜孔单点源入渗试验,分析了膜孔灌单点源入渗单位面积侧渗量与一维垂直入渗量的变化规律,研究了膜孔灌单点源入渗单位面积侧渗量与入渗时间、膜孔直径之间的关系,建立了包含垂直一维入渗量和侧渗量的两个具有明确物理意义的膜孔单点源入渗模型,只需知道垂直一维入渗参数、膜孔直径和入渗时间,即可用于膜孔单点源入渗量的计算。实例验证结果表明,两个模型计算精度高,应用方便,均为计算膜孔单点入渗量的有效模型。     

基于土壤入渗参数空间变异性的畦灌灌水质量评价

畦灌灌水质量的客观评价是制定合理灌水方案的重要基础。该文假定土壤空间变异性主要体现在入渗系数的变化上,以在杨凌区一级阶地和三级阶地上进行的大田畦灌试验为例,分析土壤空间变异性对畦灌灌水质量的影响,并揭示畦灌灌水质量变化规律。结果表明灌水效率、灌水均匀度和储水效率随入渗系数的变异系数增大均呈现下降趋势,其中灌水效率和储水效率下降幅度较小,而灌水均匀度下降幅度较大。由此说明土壤入渗系数的变异性对灌水均匀度影响最大,而对灌水效率和储水效率影响相对较小。该文的研究方法对畦灌灌水质量评价结果可更好地反映客观实际,从而为制定合理的灌水方案提供依据和技术支持。     

黄土高原沟壑区枣树田面覆盖效应的研究

为研究滴灌条件下枣树田面覆盖对土壤水热和枣树生长及产量的影响,设置了秸秆、地膜覆盖和裸地(CK)3种处理,对各处理的土壤温度、水分和枣树生长指标及产量进行监测和分析。结果表明:整个生育期,不同处理平均地温大小关系为:地膜覆盖>秸秆覆盖>CK;秸秆覆盖的地温较裸地白天低、夜晚高。灌水前,地膜覆盖的土壤含水量表层高、底层低,秸秆覆盖土壤含水量随深度的增加而增加;灌水24h后,地膜覆盖较秸秆覆盖土壤含水量呈现表层低、中层高、深层低的规律。地膜覆盖处理的枣吊和叶片生长速率最快;秸秆和地膜覆盖总耗水量较CK分别减少91.70和83.09mm,产量和水分利用效率较CK分别提高5.57%、2.68%和20.61%、15.25%,表明秸秆覆盖效果更佳。