基于HYDRUS-3D模型的微润灌溉土壤水分入渗模拟

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掌握土壤水分入渗规律对于合理制定灌溉方案、设置灌溉参数和改进灌溉技术有重要意义。为探究微润灌溉条件下土壤水分入渗规律,利用HYDRUS-3D有限元模型对微润灌溉下土壤水分入渗进行了数值模拟,讨论了初始压力水头和土壤质地对土壤水分入渗的影响。数值模拟结果显示:在土壤水分入渗的垂直剖面上湿润体以微润管为中心呈同心圆状向外扩散,扩散速率与初始压力水头呈正相关。模拟试验周期为36 h,分3个时间段进行土壤水分扩散速率的计算,0~5 h内土壤水分平均入渗速率为1.85 cm/h,6~15 h内的平均入渗速率为0.79 cm/h,16~36h内的平均水分入渗速率为0.59 cm/h。土壤含水率最大值出现在微润管周围,向外围呈减小趋势。相同时间内土壤湿润峰运移距离随初始压力水头的增大而增大,微润灌溉下水分入渗速率在3种质地的土壤(砂壤土、壤土、粘壤土)中依次增大,并测得在压力水头为-180 cm时整个模拟周期中3种质地土壤的平均水分扩散速率分别为:0.69、0.53、0.46 cm/h。研究表明,土壤含水率和水分扩散速率随压力水头的增大而增大,随土壤黏粒含量的增大而减小。
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