南方丘陵区多层土壤结构水平和垂向渗流特征试验与模拟研究

发布时间：2018-06-12 14:24

本文选题：南方丘陵区 + 多层土壤　；参考：《水利学报》2017年07期

【摘要】：南方丘陵地区地形起伏,上下游田块及田块内部不同层之间土壤质地差异较大,存在复杂的水分转化关系。为揭示该地区田块内多层土壤水分运动规律,在湖北省漳河水库灌区团林灌溉试验站,开展田块变化水层条件下水分通过犁底层垂直入渗以及通过耕作层侧向入渗试验,观测土壤累积入渗量及各层含水率的变化过程;建立基于HYDRUS-2D的土壤水分二维渗流模拟模型。经验证,模型模拟值和田间实测值基本吻合;试验发现由于土壤性质差异,田块犁底层的存在会抑制水流的垂直运动,减少深层渗漏,但同时增强了水流沿耕作层侧向运动的能力。试验期间,水分沿犁底层平均垂向入渗速率为0.094 cm/min,沿耕作层平均侧向入渗速率为0.138 cm/min;入渗稳定后,渗漏水量占田面累积入渗量的21.11%,其中垂直渗漏水量占0.46%,侧向渗漏水量占20.65%,耕作层侧向渗漏水量占侧向渗漏水量的81.06%。结果表明,土壤侧向渗漏对水量损失的贡献较大,控制田块渗漏特别是耕作层侧向渗漏对南方地区节水减排具有十分重要作用。
[Abstract]:In the hilly area of southern China, the soil texture varies greatly between the upper and lower reaches of the field and different layers within the field, and there is a complex water transformation relationship. In order to reveal the law of soil moisture movement in the field block, the experiment of vertical infiltration of water through plough bottom and lateral infiltration through tilling layer was carried out at Guanlin Irrigation Station of Zhanghe Reservoir Irrigation District, Hubei Province, under the condition of changing water layer of field block. The variation process of soil cumulative infiltration and moisture content of each layer was observed, and a two-dimensional seepage simulation model of soil moisture was established based on HYDRUS-2D. It is proved that the model simulation value is basically consistent with the field measured value, and it is found that because of the difference of soil properties, the existence of the bottom layer of the field plough will restrain the vertical movement of the water flow and reduce the deep leakage. At the same time, it enhances the ability of water flow to move sideways along the tilling layer. During the experiment, the average vertical infiltration rate of water along the plough bottom was 0.094 cm / min, and the average lateral infiltration rate along the tilling layer was 0.138 cm / min. The leakage water amount accounts for 21.11% of the cumulative infiltration amount in the field, in which the vertical leakage water amount is 0.46, the lateral leakage water amount is 20.65, and the lateral leakage water amount of the tilling layer accounts for 81.066percent of the lateral leakage water. The results show that the lateral leakage of soil contributes greatly to water loss, and it is very important to control the leakage of farmland, especially the lateral leakage of tilling layer, to save water and reduce emissions in southern China.
【作者单位】：武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(51439006) “十三五”国家重点研发计划课题(2016YFC0400101)
【分类号】：S152.7

【参考文献】

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9 王全九,邵明安,汪志荣,张建丰,吕殿青,张江辉,丁新利,秋胜彬;Green-Ampt公式在层状土入渗模拟计算中的应用[J];土壤侵蚀与水土保持学报;1999年04期

10 黄冠华,沈荣开;层状土壤中一维非饱和土壤水分运动的随机模拟[J];中国农业大学学报;1997年04期

【共引文献】

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9 朱燕琴;;灌水量和入渗压力对大容量渗灌器入渗特性的影响[J];甘肃农业大学学报;2017年01期

10 周波;王红雨;纪敬辉;;干湿循环下4种护坡基质对氮素吸附试验研究[J];中国农村水利水电;2017年02期

【二级参考文献】

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3 张展羽;朱文渊;朱成立;王策;吴春辉;司涵;;农田土壤表面干缩裂缝的随机分布统计特征[J];农业工程学报;2013年16期

4 熊东红;杨丹;李佳佳;苏正安;董一帆;翟娟;;元谋干热河谷区退化坡地土壤裂缝形态发育的影响因子[J];农业工程学报;2013年01期

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7 黎伟;刘观仕;姚婷;;膨胀土裂隙特征研究进展[J];水利水电科技进展;2012年04期

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9 张家明;徐则民;裴银鸽;;植被发育斜坡非饱和带大孔隙[J];山地学报;2012年04期

10 范严伟;赵文举;冀宏;;垂直一维入渗土壤水分分布与入渗特性数值模拟[J];兰州理工大学学报;2012年02期

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