小流量地下滴灌湿润体变化规律及西北地区的应用研究

发布时间：2020-09-03 13:29

　　小流量滴灌条件下的土壤入渗湿润体变化规律是地下滴灌设计中的重要参数，对实现农田水利建设中的滴灌技术的应用与管理具有现实的指导意义。本文通过室内单点源水分扩散和多点源水分扩散试验，得到了在不同的滴头流量、灌水量、滴头间距等因素条件下地下点源入渗滴灌中土壤湿润体的形状、湿润锋的运移情况、土壤含水率等的变化规律。得出的结论如下： 1)单点源地下滴灌水流入渗过程中，随着滴头流量的逐渐增大，湿润锋在水平方向与垂直方向的运移距离也呈现增长的趋势，但是在水平方向的运移距离的增长速度比垂直运移距离的增长速度要快。 2)在同一湿润区域内，竖直向下部分的土壤含水率与水平方向的土壤含水率相比要大，其中竖直向上部位的土壤含水率最小，湿润土体中随着湿润锋逐渐向外扩散，边界含水率在逐渐下降。 3)多点源水流入渗过程共分两阶段完成：第一个阶段为自由入渗阶段，此时湿润体形状不会出现交汇现象；第二个阶段为交汇入渗阶段，此时各滴头周围土体之间将出现湿润体体积交融，湿润体外形轮廓发生变化；在交汇界面处湿润锋在竖直向下方向的运移距离要大于竖直向上方向的运移距离；在交汇界面处湿润体的扩散速度与流量关系不大，主要取决于灌水量大小。 4)在滴头间距及灌水量相同的条件下，湿润体交汇情况取决于滴头流量，流量越大，交汇时间越早出现；交汇现象发生后，在交汇区湿润体形状得到明显的改变，但是该部位的土壤含水率几乎没变，因此对于棉花、玉米等密间距式作物，可在增大滴头流量的同时通过控制灌水量来提高作物生长所需的水分，以有效提高作物的产量。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：S275.6
【部分图文】：

示意图,点源,实验装置,示意图

程中入渗管道滴头的埋置深度即要考虑到入渗水分在土壤毛细土壤计划湿润层，耕作层对土壤湿度的要求以及要使土壤深层要满足一般深耕种植及农业机械行走时不致损坏灌溉管道的要求损失的影响，本次试验过程中滴头的埋置深度为 25cm。定方案源入渗试验选取滴头流量和灌水量为两个控制指标进行测试，试.5L/h~1.4L/h、灌水量分别采用 3L、4L、5L 进行。源试验考虑选取以滴头流量、滴头间距为控制指标进行测试。线小流量下滴灌技术的研究及在研究过程中具有可比性及实用性，1.马立奥特瓶 2.马立奥特瓶闸阀 3.螺旋微调器 4.有机玻璃箱5.地下滴头 6.土壤湿润体 7.土体表面图 2-1 点源滴灌实验装置示意图Fig2-1 Schematic diagram of point source drip irrigation experiment device

特征值分布,水流入渗,湿润峰,入渗

第四章多点源入渗湿润体特征值变化规律前面主要研究了小流量条件下单点源入渗滴灌的特征值分布规律，这对那设间距较长的作物（如果树等）来说，具有一定的指导意义。但对于密植作物玉米、烤烟等来说，株距一般较小，在灌溉时就要求土壤湿润区在毛管伸展方带走向，以保证每株作物都能获得生长所需的水分，因此滴头间距要求就相对滴灌入渗过程中也常会发生水流交汇现象。滴灌水流入渗交汇后将使得湿润体发生较大的改变，所以就不能将单点源入渗滴灌下湿润体的特征值用于滴灌水渗后。经试验发现，多点源水流滴灌入渗过程可以分两个过程：在第一个过程滴头对应的湿润体在水平方向上尚未出现交汇，该阶段仍可看作是单点源入渗自由入渗阶段；在第二个过程，相邻滴头对应的湿润体出现体积交汇，可称为过程。因此研究滴灌条件下多点源湿润锋的交汇情况下的土壤水分运动特征具现实意义。4.1 多点源入渗条件下湿润锋运移规律

湿润体,轮廓形状,灌水量

从图 4-2、图 4-3 可发现在交汇发生后，随着灌水量的继续增加，湿润体的1-10min； 2-60min； 3-120min； 4-300min； 5-445min图 4-2 湿润体交汇轮廓形状图(Q=0.6L/h)Fig 4-2 Wet body intersection outline diagram (Q = 0.6 L/h)1-10min； 2-60min； 3-90min； 4-180min； 5-240min图 4-3 湿润体交汇轮廓形状图(Q=1L/h)Fig 4-3 Wet body intersection outline diagram (Q = 1 l/h)

【参考文献】