不同防护措施下流沙地表层温湿度的日变化特征

[目的] 探讨不同防护措施下流沙地表层温湿度变化规律及其影响机理,为沙漠区植被恢复提供理论依据。[方法] 采用野外大田试验,设置5种防护措施（单管防护、管裹反光膜、管壁开孔、管内覆秸秆和双管防护）,3种管件直径（75,90,110 mm）和3种露地高度（10,15,20 cm）,以无防护流沙地表为对照,依托土壤温湿度记录仪对地表层温湿度日变化特征进行研究。[结果] 5种防护措施均能起到降温作用,其中双管防护降温效果最好;同一防护措施下,06：00时刻管内地表层温度随管件直径的增大而增大,其他时段则随管件直径的增大而降低,而全天时段管内地表层温度随露地高度的增大而降低;管内地表层温度随流沙地表层温度的增大而增大,两者具有良好的线性关系（R²≥0.830）;与无灌溉相比,灌溉在白天时段（06：00—21：00）起降温作用,而夜间时段（21：00—06：00）起保温作用;管内地表层水热存在耦合效应,地表层含水率越高,其温度越低。[结论] 双管防护+灌溉措施最有利于流沙地表层控温保水,其中最佳管件参数是管件直径110 mm和露地高度20 cm。     

基于圆筒入渗仪的田间膜孔灌土壤入渗参数研究

了解膜孔灌形成的土壤湿润体尺寸对于设计经济高效的灌溉系统至关重要。采用HYDRUS-2D/3D数值模拟方法,研究土壤容重和膜孔直径对12种质地土壤入渗特性的影响。基于180组数值模拟结果,对湿润体运移模型的参数进行了优化。采用田间圆筒入渗仪试验和室内土箱试验(文献资料)对模型的可靠性进行评价。结果表明：湿润半径和湿润深度均随膜孔直径和灌溉时间的增大而增大,而随土壤容重的增大而减小;两者与稳渗率和灌溉时间呈幂函数关系,建立一种适用于不同土壤质地类型的湿润体运移模型;对于特定土壤质地,稳渗率与土壤容重和膜孔直径之间具有良好的幂函数关系,幂函数指数分别为-6.3和1.1,幂函数系数只需1组圆筒入渗仪田间试验即可推求。所建模型计算值与12组试验实测值一致性较好,均方根误差接近于0(介于0.020～0.170 cm之间),纳什效率系数趋近于1(介于0.995～0.999之间),实现了膜孔灌湿润体尺寸模型在田间的实际应用,试验设计简单,方便管理人员进行快速的现场评估。