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浑水膜孔灌肥液多点源交汇入渗水氮运移特性试验研究

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目录

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 浑水入渗研究进展

1.3 膜孔灌溉研究现状

1.3.1 膜孔灌技术与理论研究

1.3.2 单点源入渗

1.3.3 多点源入渗

1.3.4 交汇入渗数学模型

1.4土壤水氮运移研究进展

1.5 研究内容与技术路线

1.5.1 主要研究内容

1.5.2 技术路线

2 试验装置、方法及土壤参数的测定

2.1 试验装置

2.2 试验土壤

2.2.1试验土壤基本物理参数

2.2.2 泾惠渠灌区干渠浑水基本物理参数

2.3 试验方法

2.3.1试验观测内容

2.3.2试验数据测定方法

3 浑水膜孔灌肥液多点源交汇入渗水氮运移特性

3.1 入渗过程的变化规律及试验方案

3.2 浑水肥液多点源交汇入渗水氮运移特性

3.2.1 浑水肥液多点源交汇入渗水分入渗特性

3.2.2 浑水肥液多点源交汇入渗湿润体运移特性

3.2.3 浑水肥液多点源交汇入渗湿润体水分分布特性

3.2.4 浑水肥液多点源交汇入渗湿润体NO3--N分布特性

3.3 本章小结

4 肥液浓度对浑水肥液多点源交汇入渗水肥运移特性的影响

4.1 试验方案

4.2 肥液浓度对浑水肥液多点源交汇入渗水分运移特性的影响

4.3 肥液浓度对浑水肥液多点源交汇入渗土壤含水率的影响

4.4 肥液浓度对浑水肥液多点源交汇入渗湿润锋运移的影响

4.4.1 膜孔中心垂向湿润锋运移规律

4.4.2 株间交汇中心湿润锋运移规律

4.4.3 行间交汇中心垂向湿润锋运移规律

4.4.4 AA1BB1面水平湿润锋运移规律

4.4.5 CC1DD1面水平湿润锋运移规律

4.5 肥液浓度对浑水肥液多点源交汇入渗NO3--N运移特性的影响

4.6 本章小结

5 膜孔直径对浑水肥液多点源交汇入渗特性的影响

5.1 试验方案

5.2 膜孔直径对浑水肥液多点源交汇入渗的影响

5.3 膜孔直径对浑水肥液多点源交汇入渗土壤含水率的影响

5.4 膜孔直径对浑水肥液多点源交汇入渗湿润锋运移的影响

5.4.1 膜孔中心垂向湿润锋运移规律

5.4.2 不同膜孔直径株间交汇中心垂向湿润锋运移规律

5.4.3 不同膜孔直径行间交汇中心垂向湿润锋运移规律

5.4.4 AA1BB1面水平湿润锋运移规律

5.4.5 CC1DD1面水平湿润锋运移规律

5.5 膜孔直径对浑水肥液多点源交汇入渗NO3??N运移特性的影响

5.6 本章小结

6 浑水含沙率对浑水肥液多点源交汇入渗特性的影响

6.1 试验方案

6.2 浑水含沙率对浑水肥液多点源交汇入渗水分运移特性的影响

6.3 浑水含沙率对浑水肥液多点源交汇入渗土壤含水率的影响

6.4 浑水含沙率对浑水肥液多点源交汇入渗湿润锋运移的影响

6.4.1. 膜孔中心垂向湿润锋运移规律

6.4.2 株间交汇中心湿润锋运移规律

6.4.3 行间交汇中心垂向湿润锋运移规律

6.4.4 AA1BB1面水平湿润锋运移规律

6.4.5 CC1DD1面水平湿润锋运移规律

6.5 浑水含沙率对浑水肥液多点源交汇入渗NO3--N运移特性的影响

6.6 本章小结

7 总结与建议

7.1 总结

7.2 建议

致谢

参考文献

附录

一、硕士期间发表论文

二、参与科研项目

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摘要

本文在查阅国内外相关文献的基础上,结合黄河流域水质的特点,通过开展室内多点源交汇入渗试验并结合理论分析,研究了浑水膜孔灌肥液多点源交汇入渗水氮运移特性及各影响因素对浑水膜孔灌入渗能力、湿润锋运移距离、湿润体内水分分布以及土壤NO3--N运移规律的影响。主要取得以下研究成果: (1)通过研究浑水膜孔灌肥液多点源交汇入渗水、氮运移特性,建立了浑水肥液多点源交汇入渗数学模型。分析了浑水肥液多点源交汇入渗湿润体内各中心含水率分布规律湿润锋运移距离及土壤NO3--N运移规律。结果表明:浑水膜孔灌肥液多点源交汇入渗各阶段单位膜孔面积累积入渗量均与入渗时间符合Kostiakov入渗模型;膜孔中心、各交汇中心和交汇面的湿润锋运移距离分别入渗时间成幂函数关系、对数函数和二次函数关系。湿润体内的含水率大小为膜孔中心>株间交汇中心>行间交汇中心>4点源交汇中心;浑水肥液多点源交汇入渗湿润体内,4点源交汇中心处NO3--N含量最大,而膜孔中心、株间交汇中心和行间交汇中心的NO3--N含量差异不显著。 (2)不同肥液浓度、膜孔直径和浑水含沙率的浑水膜孔灌肥液多点源交汇入渗的单位膜孔面积累积入渗量与入渗时间之间均符合Kostiakov入渗模型,单位膜孔面积累积入渗量随着肥液浓度的增大而增大,随着膜孔直径和浑水含沙率的增大而减小。建立了浑水膜孔灌多点源交汇入渗的单位膜孔面积累积入渗量与入渗时间和各影响因素的经验模型。 (3)各影响因素均对浑水膜孔灌肥液多点源交汇入渗湿润锋运移距离有明显的影响。不同膜孔直径、肥液浓度和浑水含沙率条件下浑水肥液多点源交汇入渗膜孔中心垂直湿润锋运移距离与入渗时间成幂函数关系;株间交汇中心垂向湿润锋运移距离与入渗时间拟合结果对数函数关系;行间交汇中心垂向湿润锋运移距离与入渗时间为对数函数关系:湿润体自由入渗面水平湿润锋运移距离与入渗时间呈幂函数关系;交汇面水平湿润锋入渗时间呈对数函数关系。最终建立了各个方向湿润锋运移距离与各影响因素和入渗时间的函数关系。 (4)入渗时受各影响因素的影响,入渗结束后湿润体内NO3--N含量分布的差异较为明显;浑水肥液多点源交汇入渗在膜孔中心附近区域NO3--N含量较高,然后随着土壤深度的增加,NO3--N含量逐渐减小;但在入渗结束时的湿润锋处NO3--N含量会有一定的累积。膜孔直径和肥液浓度越大、浑水含沙率越小,湿润体内同一位置处的NO3--N含量分布着土壤深度的增加,NO3--N含量在逐渐减小;但在入渗刚结束时的湿润锋处NO3--N含量会有一定的累积。膜孔直径和肥液浓度越大、浑水含沙率越小,湿润体内同一位置处的NO3--N含量分布越多。

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