滴灌土壤湿润体特征及体积计算方法研究

摘要

[目的]本研究旨在探明滴灌土壤湿润体特征变化运移规律、并提出一种体积等效计算方法,为准确便捷计算体积、指导精准灌溉提供参考。[方法]进行单点源滴灌试验,采用二因素方差分析、幂函数拟合、线性方程拟合研究了1、2、4 L·h^(-1)滴头流量在1、5、10、15、30、45、60 min灌水时间下湿润体特征的变化运移规律,并对3种湿润体体积计算方法进行相对误差对比分析。[结果]流量和灌水时间对湿润锋运移距离、湿润体体积有极显著影响(P<0.01),对湿润体地表面积有显著影响(P<0.05)。不同滴头流量下,水平、垂直最大湿润距离、地表面积、体积均与灌水时间有良好幂函数关系,R2均大于0.93。在0.05水平上,4 L·h^(-1)流量水平最大湿润距离显著大于1、2 L·h^(-1)流量,2、4 L·h^(-1)流量垂直最大湿润距离显著大于1 L·h^(-1)流量。1、2、4 L·h^(-1)流量的地表面积增长速率在灌溉初期最大,分别为43.47、123.4、281.4 cm^(2)·min^(-1),随后逐渐降低,在灌溉后期(45~60 min)分别降为3.76、9.78、41.43 cm^(2)·min^(-1)。湿润体体积随滴头流量倍增而同步倍增,与灌水量呈良好线性关系,R^(2)均大于0.99。等效法、旋转法、椭球公式法平均相对误差分别为13.20%、56.61%、21.02%,最大相对误差分别为-46.27%、136.46%、79.71%。[结论]湿润体特征变化规律研究及其等效法体积测算方法可为精确控制滴灌范围,科学选择滴灌参数提供借鉴。