痕量灌溉入渗及土壤水分分存规律试验研究

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作为一种新型高效节水灌溉技术,痕量灌溉的灌水器(控水头)以极其微小的流量(1-500ml/h)将水和营养液输送到作物的根系附近,研究其入渗及土壤水分分布规律,对进一步研究痕量灌溉系统水力特性和设计方法,具有重大的学术和实用的价值。  本研究主要内容包括:⑴痕量灌溉控水头自由出流流量与压力水头呈线性关系,随压力水头增大,自由出流流量逐渐增大;控水头单点源入渗流量相对自由出流的流量减少80%左右;根据控水头单点源入渗试验数据,计算出不同压力水头条件下Kostiakov公式参数,并建立湿润锋运移模型。⑵建立了双因素影响的控水头单点源入渗计算公式,实测值验证表明,其具有较高的相关性。入渗时间、压力水头、土壤初始含水率等各影响因素对累积入渗量的影响程度从大到小,依次递减;入渗时间相同,随着土壤初始台水率的增大,累积入渗量和入渗流量逐渐减小,且对土壤初始含水率变化的敏感性逐渐减弱;入渗量和入渗流量随着压力水头的增加而增大,但对压力水头的变化敏感性逐渐减弱。建立了湿润体运移模型,各个方向的运移距离随时间的增加而增加,且垂直方向影响最为显著。⑶提出控水头交汇入渗的计算公式。垂直向下的运移距离大于垂直向上的运移距离。控水头间距越小,同一时刻垂直方向的运移距离越大。交汇发生后,先沿交汇界面垂直运移;湿润锋水平运移的速度较交汇前变缓。痕量灌溉交汇入渗过程,随着控水头间距的减小,累积入渗量减小,交汇发生的时间也愈短;但湿润体大小和交汇界面处的含水率都随控水头间距的减小而增大。⑷建立了变水头条件下控水头入渗公式,以及压力水头随时间变化公式。在变水头痕量灌溉入渗试验中,入渗时间对湿润锋运移的影响的比压力水头显著;压力水头对水平方向和垂直向上方向上运移距离的影响较大,垂直向下方向上的影响作用较小。
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