保水剂对砂壤土水分二维入渗的影响
发布时间：2021-06-03 21:47
为揭示保水剂用量对有覆砂与无覆砂条件下土壤水分二维入渗的影响和规律,以裸土试验组为对照,通过模拟单点源入渗试验,研究在覆砂与无覆砂条件下保水剂用量（0、0.1%、0.2%、0.5%）对土壤水分入渗过程的影响.结果表明:两种不同条件下的土壤水分入渗规律基本一致.在入渗初期,随着保水剂用量的增大,入渗速率越小,累积入渗量越大,湿润锋在水平与垂直方向上的推移以及湿润体横纵比的差异均不显著;入渗中期的入渗速率和累积入渗量规律与入渗初期一致,但湿润锋在水平方向上的推移增大,而垂直方向上的推移减小,湿润体的横纵比增大;入渗后期,入渗速率基本趋于稳定,累积入渗量继续增大.Kostiakov入渗模型可以反映保水剂对砂壤土水分二维入渗的规律性.
【文章来源】：兰州理工大学学报. 2020,46(06)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
入渗速率随时间的变化规律
掌握累积入渗量随时间的变化,对于分析点源入渗问题十分重要.水分在入渗过程中,如果入渗过深则不能满足作物吸水的需求[22-23].不同保水剂用量下累积入渗量随时间变化规律如图2所示.由图2可知,在施加不同保水剂用量的条件下,累积入渗量均随着入渗时间而增大.在图2a中,在入渗开始时,累积入渗量差异较小,随着入渗时间延长,累积入渗量差异逐渐增大.在相同的入渗时刻,保水剂用量越大,累积入渗量越大,即保水剂具有良好的蓄水效果.在入渗终止时S1～S4的累积入渗量分别达到10.49、11.51、12.09、12.71 cm;在图2b中,最终S5～S8累积入渗量分别为7.95、8.76、10.32、12.31 cm.这主要是因为伴随着入渗的进行,保水剂充分吸水膨胀后,使大量水分集聚在保水剂混掺层,且在混掺层中聚集的水量与保水剂用量呈正相关.由试验最终累积入渗量对照可得,不覆砂试验组的累积入渗量较覆砂试验组的累积入渗量大.这是因为砂石具有蓄水保墒作用,使大量的水分蓄积在砂石层,从而减少进入土壤中的水分,避免水分在土层发生渗漏现象.这与王猛等[20]的研究结果相一致.
由图3和图4可知,湿润锋在水平方向的运移距离随保水剂用量的增加而增加,在垂直方向的运移距离随保水剂用量的增大而减小,从而使蓄积在土壤表层的水分较多,不致发生深层渗漏.这是因为当水分遇到保水剂时,土壤的结构遭到破坏,体积膨胀,阻滞了土壤水分的下移,进而水分主要在水平方向上运移[24].当水分穿过保水剂混掺层时,随着入渗过程的进行,水分垂直运移所受阻力逐渐减小,大小逐渐趋近于毛细管力[25].在0～25 min时,入渗深度与保水剂用量的关系不明显,在25 min以后,垂直入渗与保水剂用量呈反比.这是因为保水剂颗粒遇水后,体积膨胀导致土壤孔隙率的减少,从而阻断了水分向下垂直入渗的通道[26-28].对比S4与S5,发现水分垂直运移深度相差不大,即在施加用量为0.5%的保水剂和仅覆盖砂石这两组试验条件下,湿润锋垂直运移距离的差异不明显.这是因为保水剂遇水膨胀后,将大量的水分蓄积在保水剂混掺层,砂石具有蓄水保墒作用,可以将大量水分滞留在砂石层.由此得出,在S4与S5两组试验条件下,湿润锋的垂直运移所受的影响程度是相同的.这与王成志等[29]的研究结果相一致.因此,“保水剂+覆砂”模式能有效提高土壤水分利用率.图4 土壤垂直入渗距离随时间的变化规律
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同压砂厚度和粒径对土壤水盐运移的影响[J]. 赵文举,徐裕,郁文,马宏. 兰州理工大学学报. 2016(04)
[2]保水剂对半干旱区砂壤土水分运动的影响试验研究[J]. 岑睿,屈忠义,于健,宋日权. 干旱区资源与环境. 2016(02)
[3]西北旱区压砂地土壤水分入渗规律研究[J]. 赵文举,李晓萍,范严伟,郁文. 土壤通报. 2016(01)
[4]滴灌条件下容重对压砂土壤水分入渗规律的影响[J]. 赵文举,郁文,范严伟,唐学芬,马宏. 水土保持通报. 2016(01)
[5]模拟降雨条件下压砂地土壤水分入渗规律研究[J]. 赵文举,马宏,徐裕,郁文. 水土保持学报. 2015(04)
[6]不同覆沙厚度下保水剂对沙质土壤水分垂直分布的影响[J]. 王猛,陈士超,汪季,葛楠,贾旭,黄昕,张文. 水土保持学报. 2015(03)
[7]模拟降雨条件下保水剂对沙质土壤水分的影响[J]. 王猛,雷虹娟,高永,汪季,肖芳,张文. 中国水土保持科学. 2015(01)
[8]保水剂用量对农田生态系统碳足迹的影响[J]. 杨永辉,武继承,赵世伟,潘晓莹,何方. 农业机械学报. 2015(04)
[9]保水剂对冬小麦不同生育阶段土壤水分及利用的影响[J]. 杨永辉,吴普特,武继承,赵世伟,赵西宁,黄占斌,何方. 农业工程学报. 2010(12)
[10]膜孔灌单点源入渗特性与数学模型研究[J]. 费良军,程东娟,雷雁斌,贾丽华. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2007(05)
硕士论文
[1]覆砂条件下保水剂浓度对土壤水盐运移的影响研究[D]. 豆品鑫.兰州理工大学 2017
本文编号：3211309
【文章来源】：兰州理工大学学报. 2020,46(06)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
入渗速率随时间的变化规律
掌握累积入渗量随时间的变化,对于分析点源入渗问题十分重要.水分在入渗过程中,如果入渗过深则不能满足作物吸水的需求[22-23].不同保水剂用量下累积入渗量随时间变化规律如图2所示.由图2可知,在施加不同保水剂用量的条件下,累积入渗量均随着入渗时间而增大.在图2a中,在入渗开始时,累积入渗量差异较小,随着入渗时间延长,累积入渗量差异逐渐增大.在相同的入渗时刻,保水剂用量越大,累积入渗量越大,即保水剂具有良好的蓄水效果.在入渗终止时S1～S4的累积入渗量分别达到10.49、11.51、12.09、12.71 cm;在图2b中,最终S5～S8累积入渗量分别为7.95、8.76、10.32、12.31 cm.这主要是因为伴随着入渗的进行,保水剂充分吸水膨胀后,使大量水分集聚在保水剂混掺层,且在混掺层中聚集的水量与保水剂用量呈正相关.由试验最终累积入渗量对照可得,不覆砂试验组的累积入渗量较覆砂试验组的累积入渗量大.这是因为砂石具有蓄水保墒作用,使大量的水分蓄积在砂石层,从而减少进入土壤中的水分,避免水分在土层发生渗漏现象.这与王猛等[20]的研究结果相一致.
由图3和图4可知,湿润锋在水平方向的运移距离随保水剂用量的增加而增加,在垂直方向的运移距离随保水剂用量的增大而减小,从而使蓄积在土壤表层的水分较多,不致发生深层渗漏.这是因为当水分遇到保水剂时,土壤的结构遭到破坏,体积膨胀,阻滞了土壤水分的下移,进而水分主要在水平方向上运移[24].当水分穿过保水剂混掺层时,随着入渗过程的进行,水分垂直运移所受阻力逐渐减小,大小逐渐趋近于毛细管力[25].在0～25 min时,入渗深度与保水剂用量的关系不明显,在25 min以后,垂直入渗与保水剂用量呈反比.这是因为保水剂颗粒遇水后,体积膨胀导致土壤孔隙率的减少,从而阻断了水分向下垂直入渗的通道[26-28].对比S4与S5,发现水分垂直运移深度相差不大,即在施加用量为0.5%的保水剂和仅覆盖砂石这两组试验条件下,湿润锋垂直运移距离的差异不明显.这是因为保水剂遇水膨胀后,将大量的水分蓄积在保水剂混掺层,砂石具有蓄水保墒作用,可以将大量水分滞留在砂石层.由此得出,在S4与S5两组试验条件下,湿润锋的垂直运移所受的影响程度是相同的.这与王成志等[29]的研究结果相一致.因此,“保水剂+覆砂”模式能有效提高土壤水分利用率.图4 土壤垂直入渗距离随时间的变化规律
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同压砂厚度和粒径对土壤水盐运移的影响[J]. 赵文举,徐裕,郁文,马宏. 兰州理工大学学报. 2016(04)
[2]保水剂对半干旱区砂壤土水分运动的影响试验研究[J]. 岑睿,屈忠义,于健,宋日权. 干旱区资源与环境. 2016(02)
[3]西北旱区压砂地土壤水分入渗规律研究[J]. 赵文举,李晓萍,范严伟,郁文. 土壤通报. 2016(01)
[4]滴灌条件下容重对压砂土壤水分入渗规律的影响[J]. 赵文举,郁文,范严伟,唐学芬,马宏. 水土保持通报. 2016(01)
[5]模拟降雨条件下压砂地土壤水分入渗规律研究[J]. 赵文举,马宏,徐裕,郁文. 水土保持学报. 2015(04)
[6]不同覆沙厚度下保水剂对沙质土壤水分垂直分布的影响[J]. 王猛,陈士超,汪季,葛楠,贾旭,黄昕,张文. 水土保持学报. 2015(03)
[7]模拟降雨条件下保水剂对沙质土壤水分的影响[J]. 王猛,雷虹娟,高永,汪季,肖芳,张文. 中国水土保持科学. 2015(01)
[8]保水剂用量对农田生态系统碳足迹的影响[J]. 杨永辉,武继承,赵世伟,潘晓莹,何方. 农业机械学报. 2015(04)
[9]保水剂对冬小麦不同生育阶段土壤水分及利用的影响[J]. 杨永辉,吴普特,武继承,赵世伟,赵西宁,黄占斌,何方. 农业工程学报. 2010(12)
[10]膜孔灌单点源入渗特性与数学模型研究[J]. 费良军,程东娟,雷雁斌,贾丽华. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2007(05)
硕士论文
[1]覆砂条件下保水剂浓度对土壤水盐运移的影响研究[D]. 豆品鑫.兰州理工大学 2017
本文编号：3211309
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