本文關(guān)鍵詞：微孔陶瓷滲灌土壤水分運移規(guī)律研究

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【摘要】：微孔陶瓷滲灌是以微孔陶瓷灌水器為主要部件,以灌水器內(nèi)外水勢差為驅(qū)動力,通過土壤含水率變化調(diào)節(jié)出流速率,緩慢精準(zhǔn)濕潤植物根系附近土壤的一種新型地下滲灌技術(shù),具有較高的水分利用效率。微孔陶瓷滲灌作為一種新型的灌溉技術(shù),在大規(guī)模推廣應(yīng)用前應(yīng)當(dāng)明確其各項工作參數(shù),而工作參數(shù)的確定與土壤水分運移密切相關(guān)。因此有必要對微孔陶瓷灌水器土壤水分運移規(guī)律進行研究,以期得出其各項工作參數(shù),為其大面積推廣應(yīng)用提供參考。本文通過室內(nèi)土箱模擬試驗與HYDRUS-3D數(shù)值模擬對微孔陶瓷滲灌土壤水分分布規(guī)律進行研究,得出以下結(jié)論:(1)無壓供水條件下在粘壤土中進行灌溉時,微孔陶瓷滲灌過程中入滲流量與灌水器內(nèi)部外水勢呈現(xiàn)出一定的耦合規(guī)律;灌水器出流穩(wěn)定時流量很小,為0.1 L/h,灌水器可以正常供水。與普通地下滴灌灌水時的土壤水分再分布相比,入滲不存在“再分布”現(xiàn)象,緩慢入滲使作物根系持續(xù)緩慢吸水,在灌水器附近的小范圍內(nèi)含水率達到40%以上,并未達到飽和含水率,也未形成積水,不會造成深層滲漏,能滿足植物根系的緩慢長期吸水,是一種優(yōu)于普通地下滴灌的灌溉方式。(2)供水壓力和土壤質(zhì)地對陶瓷灌水器入滲過程有明顯的影響。供水壓力是決定微孔陶瓷灌土壤水分初始入滲速率和累計入滲量的關(guān)鍵因素,影響灌水器達到穩(wěn)定入滲的歷時,而對最終的入滲速率影響較小;供水壓力對土壤含水率分布影響較大,供水壓力越大,灌水器周圍含水率越高,高含水率的區(qū)域越大。黃綿土中的土壤水分入滲量和入滲速率均遠大于粘壤土,濕潤鋒推進進程較粘壤土快,濕潤體范圍較粘壤土大;土質(zhì)不同時,微孔陶瓷滲灌濕潤體形狀不同,在黃綿土中,濕潤鋒形狀呈上小下大的梨形,含水率高的區(qū)域在灌水器下方;粘壤土中為橢圓形,且隨著壓力的增大,水分沿徑向方向運移越大,橢圓越扁。(3)用HYDRUS軟件模擬微孔陶瓷灌水器入滲的結(jié)果與試驗結(jié)果一致,可以用HYDRUS軟件建立模型對微孔陶瓷灌水器入滲做相關(guān)研究。模擬結(jié)果表明:在相同灌水量下,陶瓷灌水器的流量對濕潤體大小影響較小,流量越大,灌水器周圍的高含水率范圍越大;埋深對濕潤體大小形狀影響不大,但對相同位置處土壤含水率變化影響很大;可以通過改變灌水器內(nèi)外徑(壁厚)、長度來適當(dāng)改變陶瓷灌水器的流量。(4)結(jié)合試驗及模擬結(jié)果得出:陶瓷灌水器在黃綿土中日灌水量在10L~15L之間,可考慮將陶瓷灌水器應(yīng)用于具有黃綿土質(zhì)(陜北等)的果樹等經(jīng)濟林灌溉,適宜埋深為30cm;在粘壤土中日灌水量在2L~5L之間,濕潤體半徑為10~15cm之內(nèi)的土壤含水率能到達21.6%,達到90%的田間持水率,滿足矮小植物生長需要,將陶瓷灌水器應(yīng)用于對粘壤土質(zhì)中種植的作物灌溉時,適用于耗水量較小的蔬菜類作物,適宜埋深為20cm。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S152.7;S275

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本文編號：1154084