地下滴灌土壤入渗特性试验的研究.pdfVIP

农业高效用水与水土环境保护 地下滴灌土壤人渗特f生试验研究 胡笑涛· 袁君健2 马孝义1 李志军1 董鹏3 (1．西北农林科技大学农业水土工程研究所，陕西杨凌712100： 2．陕西省计划委员会，西安710000；3．E头}gzk库管理局，陕西眉县722300) 摘要：地下滴灌是一种具有较大节水潜力的微灌灌水技术，但对于我国的简易地下滴 灌形式尚缺乏深入的研究。本文通过地下滴灌一雏土柱入渗，扩散试验，探讨了不Ngt-, 水水头、不同容重、不同初始含水量情况下，水平和竖直方向累积入渗量。湿润锋的变 化规律，并分析了原因。 关锻司：地下滴灌 土壤入渗 累积入渗量 湿润锋 地下滴灌作为一种先进的微灌灌水技术，具有低耗能、省工、省地、节水、增产、 改善品质、便于自动化管理、便于施,IBN药等优点。美国目前地下滴灌面积占微灌总面积 的6．65％m，已应用在玉米、棉花、蔬菜、果树等30种作物的灌溉中。我国在90年代初， 山西万荣县农民用塑料管打孔对果树进行微孔地下滴灌，运行5年来，取得了省水、产量 高且稳的效果12】。近年来，在陕西、山西等省地下滴灌应用于果树的灌溉面积有了相当大 的发展。但是地下滴灌技术仍存在不少问题，特别是采用直接在毛管上打孔的简易地下滴 灌形式，尚缺乏比较系统的研究oI。 地下滴灌条件下，土壤水分沿纵、横方向运动特性的研究是确定滴头间距、毛管间 距及运行管理措施的重要基础依据。由于滴头埋在地下，直接观测土壤水分运动是非常困 难的，因此在这方面的研究开展比较少。本项研究采用近似一维有机玻璃土柱，研究单滴 头模拟地下滴灌在不同初始含水量、不同供水水头、不同容重情况下的土壤水分沿纵、横 向运移及滴头流量特征，探讨这三种因素的影响规律。 1．试验方法 1．1试验装置 单滴头采用微孔滴头。马孝义等(2000年)【4’研究表明，进行地下滴灌的微孔滴头适 套进行防堵处理。对截取的25个单滴头进行空气介质恒定水头下出流量测定，选取2个 流量接近平均流量的滴头用于本次试验。 有机玻璃土柱，内径llem，竖直放置长1．2m，用多孔板封底(排除气阻影响)．距 顶部40em处钻直径2lmm直孔：横向放置长1．4m，一端用多孔板封闭，中部钻孔，孔 径为21mm。 供水采用两个可调高度的马氏瓶与敞日容器的组合装置，水头始终保持稳定．消耗 水量可以从马氏瓶上直接读数。 供试土壤为西北农林科技大学灌溉试验站的粘壤土．过筛调匀后待用， ·222· 农业节水应用基础与新技术 1．2试验处理 向两个有机玻璃土柱中填入供试土壤，均匀压实。至钻孔处将单滴头短管穿过钻孔． 滴头置于土柱中部，继续填土至柱顶。单滴头短管一端与供水装置相连，另一端接橡皮管， 留作排气之用。调节两供水装置高度，使竖直放置与水平放置供水水头一致。 三种；同一容重、同一水头下，含水量分别采用6％、12％和15％三个水平；同一含水量、 同一容重下，水头采用60crn、80em、loocrn三种。 观测项目为：定时间间隔入渗水量及湿润锋上、下、左、右运移距离。 2．结果与分析 2．1土壤累计入渗量 表层供水的均质土壤累计人渗量随时间增加逐渐趋近一个稳定值，这个值的大小与 土壤的渗透系数有关。地表滴灌的土壤累计人渗量与滴头出流量有关，出流速率小于土壤 人渗速率时，出流量就是土壤累计人渗量，与滴头处压力水头关系密切。对于地下滴灌条 件下土壤累计人渗量的变化规律尚无系统研究，一般认为和地面滴灌一样，与滴头出流量 一致，可随意控制。但本次试验结果分析表明(如图1、图2、图3所示)，地下滴灌的滴 头出流量一般在较短时闻形成饱和圈后都大于向周围土壤中的扩散率，出流速率不再和空 气介质中一样，只与压力水头呈某种函数关系，而要受到土壤人渗、扩散特性的影响。因 此，地下滴灌条件下土壤累计人渗量不只与压力水头有关，还与土壤人渗、扩散特性有密 切关系。 咖㈣㈣㈣㈣㈣啪啪。 0 60 120 180 240 300 360 ：20 ‘p： 60。 日00 p-，) 时问(毗日) 时间(min) 囤1不同初始土壤含水率的累积^渗量