滴灌条件下土壤水分运移规律模拟试验研究

我中心2006届硕士研究生刘雪芹同学，在导师范兴科研究员的指导下，经过三年努力完成了滴灌条件下土壤水分运移规律模拟试验研究

                              摘        要
    滴灌是一种既能有效提高灌溉水利用率又能减少作物根层土壤肥力淋失的先进灌溉方法。滴灌条件下土壤水分运动规律的研究是进行滴灌系统合理设计的前提和基础。本文采用多通道土壤水分测定仪，对无作物生长条件下单点源滴灌土壤水分运动过程进行动态监测和数据采集，并对土壤水分运动规律进行分析研究，旨在了解不同滴头流量和土壤质地条件下湿润体的变化特点及水分运移规律，为滴灌系统中参数的合理设计提供理论依据。主要研究结论如下:
    1) 滴灌过程中湿润体内土壤水分运移表现出典型的点源供水入渗特征：含水量剖面近似呈现三角形分布。滴灌过程中，湿润锋所到之处含水量在较短的时间内达到稳定含水量；距离供水点源越近，稳定含水率最高。
    2) 在土壤质地、滴头流量、初始含水量确定的条件下，水平湿润距离和垂直湿润距离随时间变化可用幂函数表示。土壤湿润体形状为旋转椭球体，土壤湿润体水平湿润距离与垂直湿润距离之比随入渗时间延长而减小。
    3) 对于同一种土壤，随着滴头流量的增加，滴头附近土壤表面的饱和区面积增大，滴头附近相同湿润区域的含水量也增大，并且相同含水量所包含的范围也越大。
    4) 灌溉结束后，土壤水分产生再分布，水分再分布的结果使得高含水区由滴头附近向下迁移，湿润体范围扩大。湿润体各点土壤含水量随时间的延长而减少，其关系可用幂函数表示。灌溉停止24h后土壤水分运动逐渐趋于稳定。
    5) 在滴头流量和灌水量一定的条件下，随着土壤粘性的增加，水平湿润距离增加，而垂直湿润距离减少。砂壤土湿润体内部土壤水分分布形状类似于半球体，而粘壤土湿润体内部水分分布形状类似于平卧的半椭球体。
    6) 与水分分布均匀条件下相比，含水量分布不均匀条件下,灌前湿润土体内平均含水量较大,土壤水分扩散速率较快；而且滴头四周相同湿润区域的土壤含水量较大，相同含水量所包含的体积增大。
    7) 从灌溉湿润比和灌溉时间以及地表径流等因素综合考虑，砂壤土适宜的滴头流量为4.0l/h左右，粘壤土选用滴头流量为2.0l/h左右。