【摘 要】
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通过对膜调控润灌室内试验设计以及实施,以及引入HYDRUS-2D软件对膜调控润灌数值模拟研究,对于膜调控润灌后期的发展以及推广有着重要意义。本文将通过室内试验对膜调控润灌湿润锋运移进行了分析,同时利用室内试验对HYDRUS-2D各个土壤水力特性参数进行了率定以及验证,并通过HYDRUS-2D软件进一步探究了膜规格和初始含水率对膜调控润灌土壤水运移的影响规律。经过试验以及数值模拟试验,主要得到的结果
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通过对膜调控润灌室内试验设计以及实施,以及引入HYDRUS-2D软件对膜调控润灌数值模拟研究,对于膜调控润灌后期的发展以及推广有着重要意义。本文将通过室内试验对膜调控润灌湿润锋运移进行了分析,同时利用室内试验对HYDRUS-2D各个土壤水力特性参数进行了率定以及验证,并通过HYDRUS-2D软件进一步探究了膜规格和初始含水率对膜调控润灌土壤水运移的影响规律。经过试验以及数值模拟试验,主要得到的结果如下:（1）膜调控润灌运移过程分为膜间运动阶段、膜上运动阶段、膜下运动阶段和交汇运动阶段;在第二阶段其湿润体的形状为一个上半球体,其湿润体截面形状为以上膜边界处为圆心的上半圆,在第三阶段此时膜下部分的截面就会出现一个以下膜边界为圆心的不规则下半圆,灌水结束后会出现耳蜗形状。在本试验土质下膜调控润灌湿润锋运移距离大小关系垂直向上>水平向右>垂直向下;当灌水量相同时,在水平向右和垂直向下两个方向上随着流量的递增,湿润锋的运移速率以及最终灌水结束后的运移距离呈现出了递增的趋势,在垂直向上方向上随着流量的递增,湿润锋的运移距离却呈现出了递减的趋势。（2）经过对HYDRUS-2D中土壤水力特性参数的率定与验证,各个观测点含水率模拟值与实测值相对误差基本都在10%以内,湿润锋运移距离模拟值与实测值的均方根误差也在合理范围之内,证明了 HYDRUS-2D对于膜调控润灌模拟的可行性。（3）在相同流量与灌水时间内,灌水结束后,各个膜处理的上膜水量都大于下膜水量,并且上膜最小时湿润锋垂直向上的运移距离最大,为29.04 cm,膜上水量也最大,百分比为79.57%,湿润锋垂直向下的运移距离最小,膜下水量也最小;上膜最大时湿润锋垂直向上的运移距离最小,为23.03 cm,膜上水量也最小,百分比为66.33%,湿润锋垂直向下的运移距离最大,膜下水量也最大;结果表明膜规格的改变能够很好的调控上下膜的水量,上膜的减小能够有效的减少膜下渗漏的水量。在四种膜规格处理从距离滴头0 cm、10 cm、20 cm和30 cm的过程中,距离20 cm以内四种膜规格膜上各个相同观测点含水率基本是膜规格40×20 cm>40×25 cm>40×30 cm>40×35 cm,到30 cm处会出现相反的状态,膜规格40×35 cm>40×30 cm>40×25 cm>40×20 cm。膜调控润灌湿润锋垂直向上与水平向右的运移距离与时间存在着明显的幂函数关系,垂直向下的湿润锋运移距离与时间存在着明显的线性关系。（4）在相同的灌水时间内,初始含水率高的土壤水运移距离在三个方向上都要大于初始含水率低的;在相同的灌水时间初始含水率高的土壤水湿润锋运移要快于土壤水初始含水率低的,并且初始含水率高的要先运移到土壤中的同一个位置或者同一个剖面,与传统地下滴灌的规律保持了一致。膜调控润灌各个观测点的含水率在距离灌水器出水面较远的位置受到初始含水率的影响会较大,而距离较近的位置由于周围土壤含水率最终会接近饱和含水率,所以初始含水率对于灌水结束后距离灌水器出水面较近的土壤含水率影响较小。在相同流量以及相同灌水时间内,随着初始含水率的递增膜上水量百分比呈现了递减的趋势,膜下的水量百分比呈现了递增的趋势。
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