浑水膜孔灌肥液多点源交汇入渗水氮运移特性试验研究

发布时间：2020-05-14 12:07

【摘要】：本文在查阅国内外相关文献的基础上,结合黄河流域水质的特点,通过开展室内多点源交汇入渗试验并结合理论分析,研究了浑水膜孔灌肥液多点源交汇入渗水氮运移特性及各影响因素对浑水膜孔灌入渗能力、湿润锋运移距离、湿润体内水分分布以及土壤NO3-N运移规律的影响。主要取得以下研究成果:(1)通过研究浑水膜孔灌肥液多点源交汇入渗水、氮运移特性,建立了浑水肥液多点源交汇入渗数学模型。分析了浑水肥液多点源交汇入渗湿润体内各中心含水率分布规律、湿润锋运移距离及土壤NO3--N运移规律。结果表明:浑水膜孔灌肥液多点源交汇入渗各阶段单位膜孔面积累积入渗量均与入渗时间符合Kostiakov入渗模型;膜孔中心、各交汇中心和交汇面的湿润锋运移距离分别入渗时间成幂函数关系、对数函数和二次函数关系。湿润体内的含水率大小为膜孔中心株间交汇中心行间交汇中心4点源交汇中心;浑水肥液多点源交汇入渗湿润体内,4点源交汇中心处NO3--N含量最大,而膜孔中心、株间交汇中心和行间交汇中心的NO3--N含量差异不显著。(2)不同肥液浓度、膜孔直径和浑水含沙率的浑水膜孔灌肥液多点源交汇入渗的单位膜孔面积累积入渗量与入渗时间之间均符合Kostiakov入渗模型,单位膜孔面积累积入渗量随着肥液浓度的增大而增大,随着膜孔直径和浑水含沙率的增大而减小。建立了浑水膜孔灌多点源交汇入渗的单位膜孔面积累积入渗量与入渗时间和各影响因素的经验模型。(3)各影响因素均对浑水膜孔灌肥液多点源交汇入渗湿润锋运移距离有明显的影响。不同膜孔直径、肥液浓度和浑水含沙率条件下浑水肥液多点源交汇入渗膜孔中心垂直湿润锋运移距离与入渗时间成幂函数关系;株间交汇中心垂向湿润锋运移距离与入渗时间拟合结果对数函数关系;行间交汇中心垂向湿润锋运移距离与入渗时间为对数函数关系:湿润体自由入渗面水平湿润锋运移距离与入渗时间呈幂函数关系;交汇面水平湿润锋入渗时间呈对数函数关系。最终建立了各个方向湿润锋运移距离与各影响因素和入渗时间的函数关系。(4)入渗时受各影响因素的影响,入渗结束后湿润体内NO3--N含量分布的差异较为明显;浑水肥液多点源交汇入渗在膜孔中心附近区域NO3--N含量较高,然后随着土壤深度的增加,NO3--N含量逐渐减小;但在入渗结束时的湿润锋处NO3--N含量会有一定的累积。膜孔直径和肥液浓度越大、浑水含沙率越小,湿润体内同一位置处的NO3--N含量分布着土壤深度的增加,NO3--N含量在逐渐减小;但在入渗刚结束时的湿润锋处NO3--N含量会有一定的累积。膜孔直径和肥液浓度越大、浑水含沙率越小,湿润体内同一位置处的NO3--N含量分布越多。
【图文】：

本文主要以室内试验为主，通过浑水入渗装置进行试验研究，最终对试验所得数论分析的方法进行说明。 试验装置因浑水入渗和清水入渗之间存在一定的差别，故在对浑水入渗研究时需对清水入行一定功能的改造。浑水在入渗过程中随着静置时间的增长，浑水中的泥沙颗粒沉积，最终会影响试验效果。对清水供水入渗装置马氏瓶进行改造，在马氏瓶中装置，防止泥沙沉积，最大程度的保持入渗水质含有相同的含沙率，改进的试验 2-1 所示。对浑水肥液多点源交汇入渗的入渗方式主要在试验土箱和膜孔进行对湿润锋运移距离进行清楚的观测说明，试验土箱由 10mm 厚的透明有机玻璃制箱一角放置 1/4 的膜孔（如图 2-1）模拟膜孔点源入渗，，因膜孔灌为充分供水的，所以膜孔须有定的高度来保证一定的水头，膜孔采用 5mm 厚透明有机玻璃瓶规格为内径 70mm，，高 90cm，搅拌系统中叶片体积仅为马氏瓶体积的 2‰，图中 abcd 界面即为两个湿润体湿润锋重合而产生的交汇界面，此面是零通量面膜孔间距不变，根据对称性原理，在试验观察时只选取一部分进行观测即可。

容重 初始含水率 饱和含水率 饱和导水率 初始硝态氮含量 初始铵态氮含量pH 值·cm-3） （%） （%） （cm·min-1） （mg·kg-1） （mg·kg-1）1.3 2.5 38 0.021 6.5 15 7.12.2 泾惠渠灌区干渠浑水基本物理参数试验为浑水入渗，浑水主要采用人工配置，配置泥沙来自于泾惠渠干渠的泥沙。对取泥沙风干，然后用 1mm 土筛进行筛选，最终根据含沙率的要求配置对应的浑水。对泾渠灌区干渠内浑水进行取样测量，平均质量含沙率为 4.78%，采用 Bettersize-2000 型激粒度分析仪对浑水泥沙粒度组成进行分析测定，测定结果见表 2-3 和图 2-2。表 2-3 泾惠渠灌区浑水泥沙粒径基本组成特性Tab.2-3 Grain composition of muddy water in Jinghuiqu irrigation district特性中位径(D50)跨度（SPAN）体积平均径[4,3]长度平均径[2,1]面积平均径[3,2]比表面积（SSA）遮光率残差（m） （m） （m） （m） （m2·g-1） (%) (%)值 10.52 3.804 17.62 1.591 4.85 0.458 19.78 0.446
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S275;S147

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 蔡树英;土壤储水过程及自由孔隙率的初步研究[J];武汉水利电力学院学报;1988年02期

2 余新晓;陈丽华;;人工降雨条件下的入渗实验研究[J];水土保持学报;1989年04期

3 宿青山;孙永堂;;田间土壤水分垂直入渗模型及其应用[J];地理科学;1989年02期

4 秦显艳;王春霞;何新林;;施氮量对盐碱土入渗特征参数影响的试验研究[J];节水灌溉;2018年12期

5 吕振豫;刘姗姗;秦天玲;邢子强;;土壤入渗研究进展及方向评述[J];中国农村水利水电;2019年07期

6 王新鲜;樊贵盛;;土壤一维垂直入渗过程的类型与特性研究[J];灌溉排水学报;2011年06期

7 钟韵;费良军;陈琳;傅渝亮;;浑水膜孔灌多向交汇入渗及减渗特性[J];水土保持学报;2018年01期

8 郑健;张恩继;王燕;王笑宇;;水-沼液一体入渗特征分析[J];兰州理工大学学报;2018年01期

9 毕远杰;;微咸水入渗条件下的一维代数模型研究[J];节水灌溉;2018年06期

10 钟瑾;桂勇;石亮;;非饱和区常水头井入渗模型的适用性研究[J];江西理工大学学报;2017年05期

相关会议论文 前2条

1 崔景立;周鸿;张海宇;王伟杰;周江林;周军榕;;关于雨水入渗若干问题分析[A];2018中国环境科学学会科学技术年会论文集（第二卷）[C];2018年

2 吴忠东;王全九;;Green-Ampt模型和一维代数模型描述微咸水入渗过程的适用性研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年

相关博士学位论文 前6条

1 吉晋兰;水泥潜入砂质河床基质对河流污染物对流运移拦截效果的试验研究[D];太原理工大学;2016年

2 张建丰;黄土区层状土入渗特性及其指流的实验研究[D];西北农林科技大学;2004年

3 董玉云;膜孔入渗土壤水氮运移特性试验与数值模拟[D];西安理工大学;2007年

4 李援农;不同灌溉方式入渗条件下的土壤空气阻渗特性试验研究[D];西安理工大学;2007年

5 尹娟;波涌灌间歇入渗氮素运移及对地下水NO_3~--N分布特性影响试验研究[D];西安理工大学;2008年

6 王林华;黄土坡耕地地表粗糙度对入渗、产流及养分流失的影响研究[D];西北农林科技大学;2017年

相关硕士学位论文 前10条

1 姜瑞瑞;浑水膜孔灌肥液多点源交汇入渗水氮运移特性试验研究[D];西安理工大学;2019年

2 庞琳娜;γ-聚谷氨酸对土壤水氮运移及油麦菜生理生长的影响[D];西安理工大学;2019年

3 曹从伍;甘肃黑方台黄土非饱和入渗特性研究[D];成都理工大学;2018年

4 杨东升;地表水入渗对浅埋大断面黄土隧道稳定性影响分析[D];西安工业大学;2018年

5 胥凌霄;不同介质夹层土壤的入渗研究[D];山西农业大学;2017年

6 黄永超;紫色土区不同土地利用类型土壤入渗研究[D];西南大学;2018年

7 李洪晨;雨水非正交入渗条件下非饱和土边坡渗流分析[D];河北工业大学;2015年

8 李s

本文编号：2663328