微润灌条件下微润管入渗特性试验研究

发布时间：2020-05-25 18:59

【摘要】：微润灌作为当前一种高效节水的新型灌溉技术，是一种利用半透膜材料作为主要材料的灌溉输水管，通过把微润管埋在农作物根系附近的方式，将水慢慢释放到农作物根系的土壤中，被农作物吸收利用。由于微润灌是一种最新的灌溉节水技术，目前国内外对微润灌的研究还比较少。本文通过归纳学习国内外关于微润灌的相关研究成果的基础上，对微润管灌进行了一些初步试验研究。主要研究内容分为以下几个方面:通过室内试验分析微润管在不同水头下单位长度的渗水量变化，并分析渗水量随着微润管管长的变化；通过室内试验分析不同微润管埋深以及不同土壤情况下土壤湿润体的发展，并分析湿润体的形状，各个方向湿润锋的大小和土壤含水量变化；通过学习和掌握HYDRUS-2D软件，利用该软件模拟微润灌条件下土壤水分的入渗，并将所得到的模拟值与试验得到的实测值进行分析和对比。经过分析可以得到以下几个结论： 1)微润管单位长度单位时间的渗水量和累计渗水量与水头成一元线性关系，随着水头的增大，微润管单位长度单位时间渗水量也增加。不同水头下，，微润管每米渗水量与进水口距离成反比关系，随着微润管管长的增长逐渐减小。在相同的灌溉时间内，单位长度微润管累计入渗量随着埋深的增大而减小。单位长度微润管累计入渗量随着时间的增大而呈一次线性关系增大。 2)微润管湿润体断面形状为微润管为中心的圆形，随着入渗时间的增加逐渐变为不规则的椭圆形。湿润锋各个方向上运移距离与时间的关系符合乘幂函数关系。湿润锋运移距离的大小是砂壤土大于中壤土，并且垂直向下方向上湿润锋运移距离差值最大。湿润体各方向上各点土壤含水量与距微润管中心距离之间符合二次函数关系，土壤含水量随着距离的增大而降低。 3) Hydrus-2D可以比较好的模拟微润管在土壤中的入渗情况。
【图文】：

剖面示意图

由深圳市微润灌溉技术有限公司研制生产的半透膜渗灌管（该公司将种设备给作物供水的灌溉技术称为微润灌溉）则克服了地下渗灌的缺陷。溉利用半透膜技术原理，使微润管的供水过程与农作物的吸水过程在时间一致。微润管是由半透膜为材料制成的一种圆形软管。这种微润管不像微孔那样管壁上右固定孔距的孔，而是由非常多微孔。孔的密度大于 10 万个/孔的孔径非常小，达到纳米级，具有半透膜特性。微润管管壁上的孔的大水分子能够通过，而像土壤、沙粒等大粒径颗粒则无法通过。当微润管管水且具有一定压力时，水分子就会通过微润管管壁上的微孔流向管外，流的水分通过埋在土壤毛细管力将水分进一步向土壤外侧运移，使微润管周达到湿润状态，被农作物吸收从而起到灌溉作用。微润管既是输水管同时也是给水器，整个管壁都是出水点，将微润管壤后，微润管周围的土壤就开始慢慢湿润湿。随着时间的延长，微润管所分会慢慢向微润管四周扩散，最后会形成一个以微润管为圆心的，沿着微设方向伸展的不规则圆柱形润湿体，如图 1-1、图 1-2 所示：

示意图,示意图,农作物,工作水头

图 1-2 微润灌溉示意图Fig.1-2 The schematic diagram of Micro embellish irrigation湿体的大小是可调的。为了达到充分节水效果，当农作物的根通过减小工作水头来减小润湿体大小。随农作物的生长，根系可以增大工作水头以增大润湿体直径，使湿润体的总体积增大作物的根系，以满足农作物的需水。灌溉的另一个特点是是，它能使土壤水分达到最佳的水/气状态保持使这一状态，使农作物在其全生命周期内都能处在最佳灌润灌溉的特点灌溉具有以下特点：连续灌溉在农业生产中得以实现；免水分浪费，灌水率高；行过程动力消耗小。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S275.9

【参考文献】