土壤质地对地下滴灌灌水器流量特性影响的试验研究

摘要

由于地下滴灌系统的毛管埋于土壤中,因此灌水器的流量不仅受工作压力的影响,而且与土壤质地密切相关.以均质壤土(L)、均质砂土(S)、上砂下壤(SL)和壤土中有砂土夹层(LSL)4种土壤质地结构为对象,利用室内土箱(60×40×80cm)试验,研究了土壤质地及其层状结构对灌水器流量的影响,估算了灌水器出口正压值.试验选用0.1MPa下额定流量为1.1L/h的地下滴灌专用灌水器,工作压力分别为2、3、6和10m,每个灌水器灌水量为8L.土壤为层状结构时,上层土壤厚度为20cm,砂土夹层的厚度为10cm.L、S、SL试验的灌水器埋深为15cm:为了探讨灌水器埋深与土壤质地变化相对位置对灌水器性能的影响,LSL的灌水器埋深设计为15、25和35cm.结果表明,灌水开始后,出口正压的迅速增大致使灌水器流量迅速减少,而后逐渐趋于稳定.灌水器流量随时间的变化可近似用幂函数表示.灌水器在土壤中的流量都比其在空气中的流量有所减小,减小幅度随灌水器在空气中流量的降低而增大.土壤层状质地对灌水器流量影响明显,一定压力下,灌水器在砂土中的流量一般大于在壤土中的流量,而在层状土壤中的流量最小,尤其当灌水器位于LSL的砂土夹层中时,灌水器在层状土壤中的流量比在均质土壤中减少13%,比在空气中的流量减少20%.利用试验结果建立了地下滴灌灌水器流量与土壤饱和导水率、层状土壤结构、灌水器工作压力的经验关系,对各影响因子的敏感性分析结果表明,对地下滴灌灌水器流量影响最明显的是灌水器工作压力,其次是层状土壤结构,饱和导水率的影响较小.