流量对地下滴灌土壤水盐运移影响的试验研究

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1、灌溉排水学报2006年12月第25卷第6期JournalofIrrigationandDrainage文章编号:1000646X(2006)060061043流量对地下滴灌土壤水盐运移影响的试验研究112王振华,吕德生,温新明(1.石河子大学水利建筑工程学院,新疆石河子832000;2.新疆农垦科学院,新疆石河子832000)摘要:通过室内试验,研究了不同流量均质新疆盐碱土地下滴灌线源入渗特征,分析了非充分供水条件下流量对土壤水盐运移的影响,该研究将为地下滴灌技术的进一步应用和探索盐碱地的改良提供有益的思路。关键词:地下滴灌;流量;水盐运移;线源入渗中图分类号:S275.6文献标识码:A1试验

2、材料与方法供试土壤取自新疆兵团农八师147团,土壤质地为粉沙质中壤土,初始含盐量1.551%,盐分以氯化钙和硫酸钠为主,初始氯离子含量0.325%,属于氯化物-硫酸盐盐土。试验土箱由厚10mm的有机玻璃材料制成,长×宽×高为100cm×80cm×80cm。采用以色列耐特菲姆公司生产的滴灌带并顺土槽长度方向铺设,滴头间距30cm,滴灌带埋深35cm,供水系统为可调水头的溢流水桶,以稳定水头向土体中供水,滴头流量通过调节溢流水桶高度来控制。为研究流量对地下滴灌土壤水盐运移的影响,进行了灌水量恒为6.64L的地下滴灌线源入渗试验,通过调节供水水源溢流水桶高度(水头h=1.5、2、3.5、4、4.3m

3、)来控制相应的滴头流量Q(见表1),主要对Q1=0.76L/h,Q2=0.99L/h二种流量下的土壤水盐运移进行分析。表1水头流量关系表将试验土样风干过0.5cm筛,测定土壤初始含水率、水头/m1.523.544.3含盐量(以电导率EC表示),根据土壤初始含水率和土壤流量/(L·h-1)0.30.570.760.820.993)分层(每层厚度为10cm)均匀地将土样容重(1.4g/cm装入试验土箱。根据实验方案,调节供水水源溢流水桶的高度,测定相应的滴头流量Q,计算滴水时间。停水12h后,分别在滴头断面和沿二滴头连线中点断面及边壁断面(见图1),按照网格式在水平和竖直方向取土样,所取土样立即称

4、重,在红外辐射干燥箱里烘干8h后(110℃)计算含水率,然后将烘干土样粉碎过1mm土工筛,按照1∶5的土水比浸提,用DDS307型电导率仪测定浸提后溶液的电导率。2结果与分析土壤中的盐分一般以3种方式存在于土壤中:一是以溶解态存在于土壤溶液中;二是以吸附态吸附在胶体颗粒上;三是以固态形式存在土壤中。而土壤水分是盐分迁移的重[3]要载体,盐分一般随着土壤水分的运动而迁移。滴水停止12h后,分别对1-1(边壁断面)、2-2(中心断面)、3-3(相交断面)断面(见图1)取样测定不同位置的含水率和含盐量,其中电导率与烘干质量法测得含盐量之间的图1地下滴灌湿润体横断面位置示意图3收稿日期:2006070

5、6基金项目:石河子大学自然科学研究与技术创新项目(ZRKX2005078);石河子大学高层次人才科研启动资金专项(RCZX200539);新疆兵团科技成果转化与推广计划(2006YD27)作者简介:王振华(1979),男,硕士,讲师,主要从事节水灌溉技术教学和研究.61标定方程为:y=0.8604x-0.039538式中:y为质量含盐量(%);x为电导率数值,x∈(0.5,5),mS/cm;相关系数r=0.998。当Q=0.76L/h时1-1、2-2、3-3断面垂直方向和水平方向的含水率和含盐量见图2、图3、图4、图5。从图2、图3中可以看出,在3个断面的中心位置,亦即滴灌带位置附近,土壤的含

6、水率最高,然后向湿润体周围逐渐降低,含水率分布曲线呈抛物线形状,由于边壁的影响,在边壁滴头断面,相同的滴水时间,水分入渗的土壤体积相当于中心滴头的一半,故相当于流量变大,则水分向周围运移的速度变大,湿润体的宽度和深度均比较大,所以1-1断面和2-2断面的中心处含水率均高于3-3断面中心处的含水率,在距离滴头大约10cm的球体范围内,3个断面含水率均比较高,从1-1到3-3再到2-2逐渐降低,在大约10cm以外的范围内,则从1-1到2-2再到3-3降低。在水平方向滴头二侧相同距离的含水率基本相当,由于土壤水重力势的作用,在垂直方向距滴头相同距离下方的含水率略高于滴头上方的含水率。图2Q=0.76

7、L/h三断面垂直方向含水率图3Q=0.76L/h三断面水平方向含水率图4Q=0.76L/h三断面垂直方向含盐量图5Q=0.76L/h三断面水平方向含盐量由图4、图5可以看出,含盐量的分布范围与含水率的分布范围基本相同,且在3个断面中心处的含盐量均最低,向周围逐渐升高,在中心处,1-1和2-2断面的含盐量均低于3-3断面的含盐量,从滴头向周围相同距离的地方3-3断面的含盐量比较高,在湿润体的边缘含盐