不同尺度下的灌水均匀度田间试验研究研究生论文.doc

工学硕士学位论文
不同尺度下的灌水均匀度田间试验研究
A Dissertation Submitted to
Hebei University of Engineering
For the Academic Degree of Master of Engineering
Field Experiment on Different scale irrigation uniformity
April, 2011
摘要
灌水均匀度是指灌溉范围内田间土壤湿润的均匀程度。是评估一个灌溉工程或一种灌水技术方法质量好坏的重要指标,它直接反映了作物需水得到的保证程度。研究不同尺度下的灌水均匀度对于设计合理的灌溉系统以及灌溉制度具有重要意义。本文主要从不同尺度下的灌水均匀度入手,通过理论分析与试验相结合的方法研究点源滴灌、膜下线源滴灌以及喷灌水量在室内及土壤中的水分分布情况,探求点线面三者水分分布的关系,进一步延伸到面源灌溉以及体等方面,从而达到点、线、面、体的有效结合,提高灌水均匀度。
试验研究表明:点源滴灌湿润体形状接近于半球形,并且湿润峰在水平方向与垂直方向上的运移距离相差不大;在土壤湿润体中各土层土壤含水率均以滴头中心为原点逐渐向四周扩散,土壤湿润体含水率随着时间的增加而逐渐降低,并且分布越来越均匀。在线源膜下滴灌中,相同的灌水量情况下垂直于滴灌带方向上滴灌带附近的土壤含水率较大;滴灌沿滴灌带方向的土壤水分分布中,各条土壤含水率曲线均变化不大,没有明显的土壤湿润峰交汇时引起的含水率曲线起伏,各滴头下方土壤含水率稍偏高于滴头间距之间各点含水率;滴头流量对各土层土壤含水率有较大的影响。
在喷灌室内试验中,摇臂喷头的击打频率对水量分布影响较大,理论叠加产生的水量稍小于实际组合的水量。大田喷灌中在喷灌均匀度相对较低的情况下仍然能获得较高的土壤水分分布均匀度;通过对点与面喷灌土壤水分分布均匀性的研究表明:可以通过点源喷灌的土壤水分分布情况从理论上推导面源喷灌土壤水分的分布情况,并且可以通过这一小部分面源进而逐步扩大到更大的面源,为今后的从点到面进而到体的研究过程提供了理论依据;同时发现较低的喷灌均匀度对苜蓿产量不明显,其主要还是受土壤水分分布均匀性的影响。
关键词:点源滴灌,线源膜下滴灌,喷灌,土壤含水率,土壤水分分布,灌水均匀度
Abstract
目录
摘要 I
Abstract 1
第一章绪论 1
研究背景 1
国内外研究进展 2
灌水系统均匀性研究 2
土壤湿润均匀性研究 5
论文主要研究内容 7
第二章点源滴灌灌水均匀度试验研究 9
实验内容 10
试验设计与方法 10
试验区概况 10
试验材料及装置 11
12
试验结果与分析 13
地表湿润锋运移情况 13
滴头流量对点源滴灌湿润体含水率分布的影响 15
不同灌水量对点源滴灌湿润体含水率分布的影响 16
水分入渗时间对滴灌湿润体含水率分布的影响 18
不同历时条件下点源滴灌土壤水分分布均匀度 20
本章小结 21
第三章线源滴灌灌水均匀度试验研究 23
实验内容 23
试验设计与方法 24
研究区概况 24
试验材料与方法 24
试验结果与分析 25
滴头流量对垂直滴灌带湿润体含水率分布的影响 25
滴头流量对沿滴灌带湿润体土壤含水率分布的影响 27
不同历时条件下线源膜下滴灌土壤水分分布均匀度 29
本章小结 30
第四章喷灌喷洒水均匀度的试验研究 32
研究内容 32
试验设计与方法 32
试验结果与分析 33
单喷头水量分布均匀性研究 33
组合喷头水量分布均匀性研究 37
本章小结 43
第五章喷灌土壤水分分布均匀度试验研究 44
实验内容 44
试验设计与方法 44
试验设计 44
研究方法 45
试验结果与分析 46
喷灌条件下土壤水分分布均匀度 46
喷洒水分在土壤空间的水平分布 47
点与面土壤水分分布均匀性的比较 50
土壤水分分布均匀性对苜蓿产量的影响 51
本章小结 52
第六章结论与讨论 53
结论 53
讨论 54
文章创新点 55
参考文献 56
致谢 61
作者简介