膜上灌节水最优方案与水分运移规律研究

摘要

本文针对宁夏引黄灌区膜上灌技术亟待解决的问题，立足宁夏引黄灌区宁夏大学土木与水利工程学院试验场内的节水灌溉试验测坑，采用正交试验、入渗试验学等试验方法，以节水灌溉技术、计算机应用技术、土壤水动力学和应用数学、等作为研究手段，对宁夏引黄灌区膜上灌入渗规律、膜上灌节水灌溉制度参数与地下水位的最优组合方案进行了系统的研究。其主要研究成果概括如下： 1.系统地对膜上灌技术的研究现状进行了综述，了解了膜上灌技术和土壤水分、热量、盐分运移规律的研究现状和土壤水、热、盐运移规律的国内外发展动态。 2.通过膜上灌田间入渗实测资料，建立了土壤累积入渗量与入渗时间的经验公式h=0.5337t0.6691和膜上灌渗吸速度与入渗时间的经验公式v=0.3571t-0.3309。 3.在单种玉米膜上灌条件下，采用正交试验方法，选取灌水定额、灌水次数和地下水埋深作为试验因素，系统地分析了灌溉制度参数和地下水埋深对玉米生理指标和产量的影响，并确定了最优组合方案为灌水定额55m3/667m2，灌水次数为3次，地下水埋深为0.9m。 4.以土壤水动力学原理为基础，采用室内水平土柱法，一次测定了土壤水分特征曲线、导水率K(θ)、扩散率D(θ)等土壤水分运动参数建立了入渗条件下的一维土壤水分运动的数学模型，并利用有限体积法，借助Matlab数学软件编程求出其数值解。结果表明，试验数据与模型计算值吻合较好，说明所建立的模型及选取的参数是可行的，模型可用于对田间实际情况下土壤水分运动的预测，为指导宁夏引黄灌区节水灌溉提供了依据。

目录

文摘

英文文摘

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第一章综述

1引言

2膜上灌的研究现状

2.1膜上灌的基本形式

2.2膜上灌灌水技术

2.3膜上灌节水机理

2.4膜上灌增产效应

2.5膜上灌经济效益

3土壤水分运移研究进展

4土壤溶质运移研究进展

4.1无地下水补给条件下土壤水、盐运移规律的研究现状

4.2有地下水补给条件下土壤水盐运移规律研究现状

4.3未覆膜条件下土壤水、热、盐运移规律研究现状

4.4覆膜条件下土壤水、热运移规律研究现状

4.5土壤盐分运移基本方程

5本文的研究目的和研究任务

5.1研究目的

5.2研究任务

第二章膜上灌入渗规律试验研究

1引言

2材料和方法

2.1试验点基本情况

2.2试验设计和材料

2.3试验观测项目

3结果与分析

3.1膜孔累积入渗量、入渗速度与入渗时间的关系

4结论

第三章膜上灌玉米节水灌溉制度参数与地下水埋深最优组合方案研究

1引言

2材料与方法

2.1试验点基本情况

2.2试验设计

2.3试验材料与实施

2.4试验观测项目与方法

3结果与分析

3.1膜上灌玉米生育阶段分析

3.2膜上灌玉米不同时间株高分析

3.3膜上灌玉米不同时间叶面积指数分析

3.4膜上灌玉米不同时间秸杆充实度分析

3.5膜上灌玉米不同时间干物质积累量分析

3.6膜上灌玉米不同时间土壤含水率分析

3.7覆膜玉米与未覆膜玉米不同时间温度对比分析

3.8不同地下水位变化分析

3.9玉米需水量分析

3.10膜上灌玉米产量结果及分析

4结论

第四章非饱和土壤水分运动参数的测定和数值模拟

1引言

2材料与方法

2.1土壤水分运动参数

2.2一维垂直入渗条件下，非饱和土壤水分运动的数学模型

3 结论

第五章研究工作总结和展望

参考文献

致谢

个人简介

附录

附表1

附表2

附表3