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滴灌土壤湿润均匀度是滴灌设计中要考虑的重要因素,它受到滴头流量、滴头间距等灌水参数的影响。目前对于滴灌土壤湿润均匀度的研究主要在试验阶段,本文以土壤水动力学的基本原理为基础,通过数值模拟与室内物理实验相结合的方法,研究滴水点灌水参数与土壤湿润均匀度之间的机理性关系。得到如下结果:(1)点源滴灌条件下,根据水量平衡原理和达西定律,以Green-Ampt模型和Warrick模型为基础,建立了描述点源滴灌土壤有效湿润区的数学模型。该模型表明,对于土壤设计湿润深度Zf和设计湿润半径Xf,如果要使土体内湿润均匀,则滴头流量应该由湿润锋运移时间t决定,而且与t0.5呈正比例关系。针对紧沙土和沙壤土对模型进行验证,验证结果表明,该模型模拟出的点源滴灌土壤有效湿润区形状与实测结果吻合较好,而且计算过程简单,模型具有可靠性。(2)对于线源滴灌,在假设土壤含水率线性分布且地表不产生积水的前提下,建立了滴头间距和土壤湿润均匀度的数学模型。模型反映出,滴头间距取决于土壤设计湿润半径Xf,欲使两滴头间土壤湿润均匀,滴头间距Se与土壤设计湿润半径Xf呈正比关系。在Xf一定的情况下,土壤湿润均匀度Cu与滴头间距Se之间呈负相关线性关系,滴头间距越大,土壤湿润均匀度越小。并通过对紧沙土和沙壤土的物理实验验证了所建立数学模型的有效性。(3)在地表有积水的条件下,以水量平衡原理为基础,引用考斯加科夫(А. Н. Костяков)土壤入渗公式建立地表积水区半径运移模型。模型反映出地表积水区半径r(t)与积水时间tα/2呈正比例关系。其中入渗指数α决定积水区半径运移速度,而滴头流量q决定积水区出现时间。通过物理实验对模型的可靠性进行了验证,结果显示,所建立的模型能够较好的模拟粘性土壤的积水区运移情况。(4)在线源滴灌有积水条件下,建立了滴头间距、滴头流量、土壤湿润均匀度的数学模型。模型反映出,滴头间距与土壤湿润宽度和积水区半径均呈线性正相关。当土壤水平方向湿润区半径Xf和地表积水区半径r一定的情况下,土壤湿润均匀度Cu与滴头间距Se之间呈线性负相关关系,滴头间距越大,土壤湿润均匀度越小。所建立的滴头流量q的数学模型揭示出在确定滴头流量时应考虑土壤湿润区深度、湿润宽度、地表积水区、积水区半径运移速度、垂直入渗速度和水平入渗速度。