【摘要】：西遼河平原區(qū)膜下滴灌等節(jié)水灌溉技術(shù)的實(shí)施減少了無效的水分蒸發(fā)提高了水分利用效率,從用水角度很好地實(shí)現(xiàn)了節(jié)水理念;但膜下滴灌的起壟和覆膜等處理,在一定程度上引起了農(nóng)田下墊面條件的變化,大氣-土壤接觸面的改變直接影響著農(nóng)田水循環(huán)系統(tǒng)的蒸發(fā)及入滲過程。農(nóng)灌區(qū)作為地下水的主要補(bǔ)給區(qū)域之一,從長遠(yuǎn)來看,下墊面改變也影響著地下水位變化情況。因此,從水資源可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā),研究膜下滴灌下墊面形式下降雨入滲過程、入滲深度及入滲量等特征,對(duì)全面評(píng)估節(jié)水灌溉的綜合節(jié)水效益具有重大意義。本文通過田間原位觀測(cè)試驗(yàn),對(duì)比分析了不同天然降雨條件下膜下滴灌與無膜滴灌、地面灌及平整裸地等不同下墊面條件下的降雨入滲差異;并利用Hydrus-2D建立了膜下滴灌及地面灌兩種下墊面形式下的二維田間降雨入滲模型,經(jīng)校核檢驗(yàn)后,通過改變模型土壤水分初始條件設(shè)置,進(jìn)一步分析了初始含水率對(duì)膜下滴灌方式下降雨入滲特征的影響情況。主要研究成果包括以下幾個(gè)方面:(1)起壟及地膜覆蓋引起了膜下滴灌表層含水率變化的不均勻性,在不同降雨過程下,膜下滴灌膜中、膜邊及溝中三個(gè)觀測(cè)位置處表層含水率變化值存在明顯差異;同地面灌方式相比,膜下滴灌表層含水率增加值及增加速率均小于地面灌,但隨時(shí)間推移,兩者表層含水率增加值之間的差異逐漸減小。(2)起壟可增加降雨累積入滲量,地膜覆蓋則減少降雨累積入滲量,且后者作用效果大于前者。增加雨量或雨強(qiáng),可在一定程度上降低地膜覆蓋對(duì)降雨入滲的阻礙作用,從而減少膜下滴灌方式與地面灌方式之間降雨入滲百分比的差距。同時(shí),地膜覆蓋會(huì)減少蒸發(fā)量,降雨結(jié)束一定時(shí)間后,膜下滴灌累積入滲量將大于地面灌。(3)降雨最大垂向入滲深度主要受雨量及雨強(qiáng)影響,在同一降雨條件下,膜下滴灌與其它三種下墊面形式的最大入滲深度基本相同。同時(shí),濕潤鋒運(yùn)移速率受降雨條件及下墊面條件的雙重影響,壟溝集雨及地膜的匯水作用,均可提高膜下滴灌方式下降雨入滲的垂向運(yùn)移速率,且降雨歷時(shí)越短,雨量越大,該作用越明顯。(4)利用Hydrus-2D建立的膜下滴灌及地面灌降雨入滲模型擬合效果較好;三種不同土壤初始含水率條件下降雨入滲過程的模擬結(jié)果表明,在膜下滴灌及地面灌兩種情況下,提高土壤初始含水率,均可縮短表層土壤水分入滲時(shí)間,促進(jìn)濕潤鋒垂向運(yùn)移,同時(shí)會(huì)減小降雨累積入滲量。此外受膜下滴灌水分側(cè)向運(yùn)移的影響,增加初始含水率會(huì)縮小膜下滴灌與地面灌累積入滲量之間的差距。
[Abstract]:The implementation of water-saving irrigation technologies such as drip irrigation under mulch in the West Liaohe Plain has reduced the ineffective evaporation of water and improved water use efficiency, which has realized the water-saving concept well from the point of view of water use. However, ridging and mulching of drip irrigation under mulch have caused the change of underlying surface conditions of farmland to a certain extent and the change of Air-Soil contact surface is straight. As one of the main recharge areas of groundwater, the change of underlying surface also affects the change of groundwater level in the long run. Therefore, from the perspective of sustainable development of water resources, the process of rainfall infiltration, infiltration depth and infiltration of underlying surface of drip irrigation under mulch are studied. The characteristics of infiltration are of great significance to the comprehensive evaluation of water-saving benefits of water-saving irrigation.Based on in-situ field observation experiments,the differences of infiltration under mulch drip irrigation and non-mulch drip irrigation under different natural rainfall conditions,surface irrigation and flat bare land under different underlying surface conditions are compared and analyzed. Two-dimensional field rainfall infiltration model under two underlying surface forms of irrigation and surface irrigation was checked and checked. The influence of initial water content on rainfall infiltration characteristics of drip irrigation under mulch was further analyzed by changing the initial soil moisture conditions of the model. The variation of water content in surface layer of drip irrigation under mulch film is not uniform. Under different rainfall process, the variation of water content in surface layer of drip irrigation under mulch film is obviously different at three observation positions of edge and ditch. (2) Ridging can increase the cumulative rainfall infiltration, while mulching can reduce the cumulative rainfall infiltration, and the latter has a greater effect than the former. Increasing rainfall or rainfall intensity can reduce the obstructive effect of Mulching on rainfall infiltration to a certain extent, thereby reducing the drip irrigation under mulching and reducing the effect of Mulching on rainfall infiltration. At the same time, film mulching will reduce evaporation, and the cumulative infiltration of drip irrigation under film will be greater than that of surface irrigation after a certain period of rainfall. (3) The maximum vertical infiltration depth of rainfall is mainly affected by rainfall and rainfall intensity. Under the same rainfall condition, drip irrigation under film and other three underlying surface forms. The maximum infiltration depth is basically the same. Meanwhile, the transport rate of wetting front is affected by both rainfall and underlying surface conditions. The vertical transport rate of rainfall infiltration can be increased by both ridge and furrow catchment and film catchment under mulch drip irrigation. The shorter the duration of rainfall, the greater the rainfall, the more obvious the effect. (4) Under mulch established by Hydrus-2D. The simulation results of rainfall infiltration process under three different soil initial water content conditions show that increasing soil initial water content under mulch drip irrigation and surface irrigation can shorten the infiltration time of surface soil water, promote the vertical migration of wetting front and reduce the rainfall at the same time. In addition, the difference between the cumulative infiltration under mulch drip irrigation and that under surface irrigation will be narrowed by increasing the initial water content due to the lateral movement of water under mulch drip irrigation.
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S275.6

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