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1、南京农业大学学报 2000,23(2):47～52JournalofNanjingAgriculturalUniversity3塑料暗管排降条件下麦田土壤水分变化规律模拟1211邵孝侯 王靖波 刘才良 刘新仁(12河海大学农田水利工程系,南京210098;江苏靖江市水利局,靖江214500)摘要 应用非饱和土壤水分运动原理,对塑料暗管排水条件下分层土壤的水分运动进行了数值模拟,建立了数学模型。结果表明,模型计算的土壤水分分布结果和田间实测的土壤剖面水分数据一致,应用该模型可以确定出试验区在一定外界气象条件下不同地下水降落速度时农田的受渍情况。关键词 塑料暗管;排
2、降;土壤水分;模拟;麦田分类号 S276179SimulationofsoilmoistureregimefluctuationinthewinterwheatandbarleyfieldunderPVCsubdrainage1211ShaoXiaohou,WangJingbo,LiuCailiangandLiuXinren1(DeptofIrrigation&Drainage,HohaiUniversity,Nanjing210098;2WaterConservancyBureauofJingjiangCity,JiangsuProvince,Jingjian
3、g214500)ABSTRACTNumericalsimulationonmoistureregimeinheterogeneoussoilsunderPVCsubdrainageconditionswasconductedandmath2ematicalmodelwasestablishedbasedonthemechanismofunsaturatedsoilwaterdynamicsinthispaper.Theresultsshowedthatsoilwatercontentsinprofilecalculatedbythemodelwellfitted
4、thedataobtainedbyinsitumeasurement.Thefieldwaterloggingsituationscouldbedeterminedatdifferentfallingratesofsubsurfacewatertableunderanymeterologicalboundaryconditionbyuseofthemodel.KeywordsPVCsubdrainage;drainage;soilmoistureregime;modelsimulation;winterwheatandbarleyfield应用非饱和土壤水分运动
5、原理,并通过数值计算来分析研究包气带中的水分运动愈来愈受到农田水[1～4]利、土壤物理、水文地质等学科的研究人员的重视,目前该研究领域中存在着如何简化处理理论模[5]型或模型中某些参数由理论取值而导致的不精确性等问题。惠士博等研究表明,土壤经扰动后,在实验室内测定的非饱和导水率等水分运动参数,比田间实际测得的要小得多。本文根据南京、上海二圩区麦田埋设塑料暗管后原位测定的地下水埋深、土壤含水率及某些水分运动特征参数,模拟暗管排水条件下土壤水分的变化规律,确定出一定外界气象条件下不同地下水位降落速度时农田水分的变化情况,为塑料暗管排水系统的设计提供理论依据。1 基本
6、方程及参数的确定111 田间试验 塑料暗管排水试验在南京高淳永联圩(小麦)和上海奉贤沿海新垦圩区(大麦)开展。两地地势低2洼,三麦拔节孕穗期(3～4月)降雨频繁渍害严重。为了提高三麦产量,在田间各埋设了20hm的塑料暗管(不同埋深和间距),分析不同埋深和间距条件下麦田的排水降渍效果。表1和表2为供试土壤的基本理化性质。112 基本方程由于试区土壤呈明显的非均质性,模拟时剖面上的水分运移可用以h为变量的Richards方程表示。3国家自然科学基金(59309092)和博士后基金及国家“九五”攻关(96O006O02O02)资助项目收稿日期:1999O06O11·
7、48· 南 京 农 业 大 学 学 报 第23卷5h55h5K(hz)C(hz)=(K(hz))--G(z,t)(1)5t5z5z5z式中:h为土壤基质势,h≤0;K(hz)为土壤导水率;C(hz)为土壤容水度;z为垂直坐标,向下为正;t为时间;G(z,t)为汇源项,在蒸发蒸腾条件下,为作物根系在土壤中的吸水强度S(z,t)。表1 高淳试区土壤的基本性质Table1BasicpropertiesofsoilinGaochuntestedarea-3土层深度/cm容重/g·cm比重质地有机碳/%pH值DepthBulkdensitySp
8、ecificdensit
