滴灌条件下土壤水分入渗过程模拟试验研究

节水中心2008届硕士研究生郑园萍，在导师吴普特研究员、范兴产科研究员的指导下，经过三年努力完成了滴灌条件下土壤水分入渗过程模拟试验研究。

摘 要

滴灌点源条件下土壤水分运动规律的研究，是正确设计系统和对田间作物水分进行高水平管理的前提和基础。为了了解滴灌条件下土壤水分的运动规律及分布状况，本文采用多通道土壤水分测定仪，对无作物生长条件下双点源滴灌的水分运动过程进行了动态监测和数据采集。本文分别研究了初始含水率、滴头间距、滴头流量和灌水量等因素对湿润体内各点土壤含水量、湿润体形状和湿润范围的影响，以及双点源入渗交互作用对土壤水分运动的影响。在滴灌条件下，考虑到双点源入渗重叠湿润体内土壤水分分布状况及再分布作用的影响，确定出砂壤土适宜的滴头流量和滴头间距，为灌溉系统的合理设计提供可靠的理论依据。主要研究结论如下：

(1) 双点源滴灌交汇湿润锋在滴头下方和交汇界面的水平入渗距离和垂直入渗距离均与入渗时间成幂函数关系。入渗开始时湿润锋运移速率较大，随着入渗时间的延长，运移速率减小，并且垂直方向的湿润锋运移速率大于水平方向的湿润锋运移速率。

(2) 交汇界面上湿润锋的入渗距离及前沿处的含水率均比未发生交汇的界面有大幅增加，且入渗范围比单点源时大。交汇界面内的土壤含水量与湿润体内其它点处的含水率相比，一般均大于同等土壤深度的含水率2-3个百分数，但不大于土壤田间持水率。

(3) 在滴头流量、滴头间距、入渗时间相同的情况下，初始含水率高的土壤中湿润锋的运移速度比在初始含水率低的土壤中快；形成的湿润体也较初始含水率低的土壤中的大。初始含水率大的土壤中，高含水区范围大，相同位置的土壤含水率也较高。

(4) 相同灌水量情况下，较小滴头流量的湿润范围稍大于较大滴头流量的湿润范围，但滴头流量大的土壤在相同位置处的含水率较高；滴头流量相同时，灌水量越大，土壤湿润体范围越大。滴头间距越小，湿润体交汇程度越大，相同灌水量湿润的表面范围越小，湿润锋向下运移的速率快，形成的湿润体窄而深。

(5) 综合考虑灌溉湿润比、灌溉时间、再分布过程及交汇作用等因素，对于入渗能力比较强的砂壤土，在滴灌系统设计和灌水器选择时，灌水器宜选用流量较大的滴头，滴头间距宜选择较小的间距，对于出流量为4.0L/h的滴灌灌水器、滴头间距选用40cm较为合适。