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涌泉根灌土壤湿润体影响因素的试验研究

樊晓康  
【摘要】:通过室内土箱模拟试验方法,分别研究了不同土壤初始含水率、土壤干容重、灌水器埋深以及套管管长对湿润体形状、大小、湿润峰运移以及水分分布规律的影响。提出了较为简单的预测涌泉根灌土壤湿润体特征值的经验模型,为涌泉根灌系统的设计和运行管理提供参考。得出的主要结论如下: (1)采用试验数据拟合了根据土壤初始含水率、容重、埋深、套管长度计算最大湿润体水平半径与垂直深度的经验公式。初始含水率和容重对湿润形状的影响不大,对湿润特征值的影响较大,随着时间推进变化幅度逐渐变缓;埋深对湿润体表层湿润范围和垂直入渗深度影响显著,埋深越大表层湿润范围明显减小,垂直入深深度也显著增大;套筒长度对湿润体形状影响较为显著,随着套筒长度的增大湿润体由原来的垂直椭球体变的更加扁长,水平方向最大湿润距离与垂直距离比值逐渐减小。 (2)累积入渗量随土壤初始含水率、套筒长度的增大而增大,累积入渗量随土壤容重增大而减小,增大幅度随着套筒长度逐渐变缓。 (3)在地表无蒸发或蒸发很小情况下,灌水过程结束48h后,湿润峰运移速率小于0.3cm.h-1,推进速率显著减慢,水分的再分布基本结束,湿润体最终处于相对稳定的状态。 (4)初始含水率越大,灌水结束48h后湿润体内部土壤水量与湿润范围越大,能够持续的满足作物的有效水量越多,较大的土壤初始含水率对提高湿润体内部的平均含水率有重要作用;随着土壤容重的增加再分布过程中平均土壤含水率呈减小趋势。 (5)随着灌水器埋深的增大,湿润体湿润范围明显整体下移,地表湿润范围明显减小,垂向湿润深度显著增大,对控制作物表层的水分蒸发有显著的作用,灌水器与地表齐平情况下,由于土壤表层湿润半径较大、湿润深度较浅,所以导致灌溉效果较差;随着灌水器管长的增加,垂直方向上随着管长的增大,湿润的深度有显著的差异,灌水器管长越大再分布后湿润深度越大。在表层湿润范围不变的情况下,管长越长湿润体内部形成的高含水率和湿润的范围越大,湿润体管长大的处理与管长小的相比相对变窄、变深且高含水率区域较大。


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