灌施肥液下土壤垂直一维入渗的试验研究

论文摘要

本论文主要采用室内试验、数值模拟与理论分析相结合的方法研究了灌施肥液下土壤水分的垂直一维入渗特性,主要研究的内容与成果如下：（1）肥液浓度对垂直一维入渗特性的影响。不同浓度尿素溶液入渗的累积入渗量和湿润锋随着入渗时间的延长而增大。在相同入渗时间下,土壤溶液浓度越大,累积入渗量和湿润锋的运移距离越小,且随着入渗时间的延长,同一溶液浓度对累积入渗量和湿润锋的影响越明显。土壤含水量随着土层深度的增加呈减小趋势,相同土层深度下,不同区域溶液浓度对土壤含水量的影响不同。与清水入渗相比,不同尿素浓度溶液均对土壤水分垂直一维入渗均有阻碍作用。（2）入渗水头对灌施肥液下垂直一维入渗特性的影响。不同入渗水头下的累积入渗量、湿润锋及土壤含水量随着时间的变化基本相似,即随着入渗时间的延长累积入渗量、湿润锋和不同深度的土壤含水量都逐渐增大。在同一入渗时间下,入渗水头越高,累积入渗量和湿润锋推移距离越大。入渗结束后,随着土层深度的增加,含水量逐渐减小,在同一深度,入渗水头越高,含水量越大。（3）土壤容重对灌施肥液下垂直一维入渗特性的影响。不同土壤容重作用下的累积入渗量、湿润锋及土壤含水量随着时间的变化基本相似,即随着入渗时间的延长累积入渗量、湿润锋和不同深度的土壤含水量都逐渐增大。在同一入渗时间下,土壤容重越大,累积入渗量和湿润锋的变化距离越小。入渗结束后,随着土层深度的增加,含水量逐渐减小,在同一深度,土壤容重越大,含水量越小。（4）土壤初始含水量对灌施肥液下垂直一维入渗特性的影响。不同土壤初始含水量作用下的累积入渗量、湿润锋及土壤含水量随着时间的变化基本相似,即随着入渗时间的延长累积入渗量、湿润锋和不同深度的土壤含水量都逐渐增大。在同一入渗时间下,土壤初始含水量越大,累积入渗量和湿润锋的变化距离越小。入渗结束后,随着土层深度的增加,含水量逐渐减小,在同一深度,初始含水量越大,土壤的含水量越小。文章最后用Hydrus-1d模型对该试验过程进行模拟,得出的结果与实验基本一致,也说明了Hydrus-1d软件在土壤水分运动方面有较好的适用性,能更好地为确定农田灌溉参数提供技术支撑。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.1.1 我国水资源现状
• 1.1.2 我国农业水肥利用现状
• 1.2 国内外的研究现状与进展
• 1.2.1 土壤水分入渗的研究现状
• 1.2.2 入渗模型的研究历程及现状
• 1.3 论文的研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 1.4 土壤参数的测定
• 1.4.1 土壤容重的测定
• 1.4.2 土壤初始含水量的测定
• 1.5 入渗模型介绍
• 1.6 本章小结
• 第2章 尿素溶液浓度对垂直一维入渗特性的影响
• 2.1 试验步骤
• 2.2 试验结果分析
• 2.2.1 尿素溶液浓度对累积入渗量的影响
• 2.2.2 尿素溶液浓度对湿润锋的影响
• 2.2.3 尿素溶液浓度对土壤含水量分布的影响
• 2.3 本章小结
• 第3章 入渗水头对灌施肥液下垂直一维入渗特性的影响
• 3.1 试验步骤
• 3.2 试验结果分析
• 3.2.1 入渗水头对灌施肥液下累积入渗量的影响
• 3.2.2 入渗水头对灌施肥液下湿润锋的影响
• 3.2.3 入渗水头对灌施肥液下土壤含水量的影响
• 3.3 本章小结
• 第4章 土壤容重对灌施肥液下垂直一维入渗特性的影响
• 4.1 试验步骤
• 4.2 试验结果分析
• 4.2.1 土壤容重对灌施肥液下累积入渗量的影响
• 4.2.2 土壤容重对灌施肥液下湿润锋的影响
• 4.2.3 土壤容重对灌施肥液下土壤含水量分布的影响
• 4.3 本章小结
• 第5章 初始含水量对灌施肥液下垂直一维入渗特性的影响
• 5.1 试验步骤
• 5.2 试验结果分析
• 5.2.1 土壤初始含水量对灌施肥液下累积入渗量的影响
• 5.2.2 土壤初始含水量对灌施肥液下湿润锋的影响
• 5.2.3 土壤初始含水量对灌施肥液下土壤含水量分布的影响
• 5.3 本章小结
• 第6章 数学模型的建立及验证
• 6.1 HYDRUS-1D模型简介
• 6.2 土壤水分运动的方程求解
• 6.2.1 基本方程的建立
• 6.2.2 土壤水分运动的定解条件
• 6.2.3 基本方程的求解
• 6.2.4 方程及定解条件的离散
• 6.3 模型验证
• 6.3.1 模型参数的确定
• 6.3.2 模型验证
• 6.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介