本文選題：涌泉根灌　切入點：影響因素　出處：《西安理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：為了提高涌泉根灌水肥一體化灌溉條件下水分和氮素的利用效率,本文在室內通過人工配置不同肥液濃度、土壤初始含水率、土壤容重以及設置不同的灌水器間距水平,用土箱進行水肥入滲模擬試驗。探究了各個影響因素對涌泉根灌入滲能力、濕潤鋒運移、土壤水分分布以及銨態(tài)氮和硝態(tài)氮運移特性的影響。取得的主要研究成果如下:(1)肥液濃度、土壤初始含水率、土壤容重和灌水器間距在涌泉根灌肥液入滲條件下的單位面積累積入滲量均與入滲時間吻合Kostiakov入滲模型。建立了以累積入滲量為因變量,入滲時間和各個影響因素為自變量的數學模型。累積入滲量伴隨著肥液濃度的增大、初始含水率和土壤容重的減小而呈現出逐漸增大的趨勢。涌泉根灌單向交匯條件下的累積入滲量較自由入滲小,且灌水器間距越小,相應的累積入滲量越小。(2)肥液濃度、土壤初始含水率以及土壤容重條件下,涌泉根灌肥液入滲各向濕潤鋒運移距離與入滲時間具有較為顯著的冪函數關系;建立了以濕潤鋒運移距離為因變量,入滲時間和各個影響因素為自變量的濕潤鋒運移預測模型。經過驗證,得到的模型具有較高的可靠性。同一入滲時刻條件下,各向濕潤鋒運移距離伴隨著土壤容重的減小、土壤初始含水率和肥液濃度的增大而呈現出逐漸增大的趨勢。伴隨著灌水器間距的增大,灌水器位置處豎直向上、豎直向下的濕潤鋒運移距離均呈現出逐漸減小的趨勢,均大于相同條件下的自由入滲;交匯界面處的濕潤距離伴隨著灌水器間距的增大而減小。灌水結束時刻,土壤容重越小、土壤初始含水率以及肥液濃度越大,灌水結束時刻濕潤體內同一節(jié)點處的土壤水分含量相應的越大。隨著再分布進行,濕潤體范圍變大,水分分布更加均勻。(3)涌泉根灌肥液入滲濕潤體內銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的分布受肥液濃度、初始含水率、土壤容重、灌水器間距以及時間和空間的影響�；阡@態(tài)氮特性,灌水結束及再分布階段,銨態(tài)氮分布范圍主要集中在灌水器出水孔附近土壤區(qū)域;對于硝態(tài)氮而言,基于其不易被土壤吸附易隨水分運移的特性,其在濕潤體內分布特性與水分相似。灌水結束時刻,濕潤體內同一節(jié)點處的銨態(tài)氮、硝態(tài)氮質量分數隨著土壤容重的減小、肥液濃度的增大而表現出增大的現象,濕潤體內銨態(tài)氮和硝態(tài)氮平均值、變化量及變化率也均表現出與此相似的變化趨勢。隨著土壤容重的減小、肥液濃度、土壤初始含水率的增大,濕潤體內硝態(tài)氮的分布區(qū)域變大。濕潤體交匯界面同一節(jié)點處銨態(tài)氮、硝態(tài)氮質量分數均隨著灌水器間距的減小而增大。濕潤體內硝態(tài)氮質量分數在再分布3 d之內,平均值基本無變化,分布范圍變大,變得較為均勻;再分布5 d直至再分布20 d,濕潤體內銨態(tài)氮質量分數減小幅度較大;再分布20 d,濕潤體內銨態(tài)氮含量接近土壤本底值;再分布5 d開始,硝態(tài)氮質量分數增幅較為顯著,直至再分布15 d,濕潤體內硝態(tài)氮含量基本達到最大值;再分布20 d開始,硝態(tài)氮含量低于再分布15 d,越接近土壤表層,硝態(tài)氮減少越緩慢。(4)在Hydrus-3D軟件基礎上對涌泉根灌條件下的水分入滲特性進行了相關模擬研究,并將模擬結果與實測值進行對比分析。表明Hydrus-3D軟件可以很好的模擬涌泉根灌土壤水分入滲特性。
[Abstract]:In order to improve the utilization efficiency of bubble root irrigation irrigation and fertilizer integration of water and nitrogen, the chamber through the manual configuration of different fertilizer concentration, initial soil water content, soil bulk density and the emitter spacing set different levels of water and fertilizer with soil infiltration test box. To explore the impact of various factors on the surge root irrigation infiltration, wetting front and soil moisture distribution and the effect of ammonium nitrogen and nitrate nitrogen transport characteristics. The main results are as follows: (1) the fertilizer concentration, initial soil water content, soil bulk density and emitter spacing in bubble root irrigation fertilizer solution infiltration under the condition of the unit area of cumulative infiltration volume and infiltration time with Kostiakov infiltration model was established. The cumulative infiltration volume as the dependent variable, infiltration time and the impact of various factors as independent variables. The mathematical model of cumulative infiltration with fertilizer solution concentration. Large, reduce the initial water content and soil bulk density showed a gradually increasing trend. The cumulative bubble root irrigation under the condition of single line interference infiltration with free infiltration, and emitter spacing is small, the corresponding cumulative infiltration amount is smaller. (2) the fertilizer concentration, and soil bulk density the initial soil water content under bubbled root irrigation fertilizer solution infiltration anisotropic wetting front distance and infiltration time has a significant power function relationship with the dependent variable; a wetting front distance, infiltration time and the impact of various factors as independent variables of the wetting front movement prediction model. The model has been validated. High reliability. The same infiltration time under the condition of anisotropic wetting front distance is accompanied by a decrease in soil bulk density, increase the initial soil water content and fertilizer concentration and gradually increased. With the increase of emitter spacing, irrigation The water is at the position of the vertical, vertical wetting front distance decreased gradually, was greater than the free infiltration under the same conditions; interference interface wetting distance accompanied by the increase of the emitter spacing decreases. At the end of irrigation, soil bulk density is small, initial soil water content and fertilizer the liquid concentration, irrigating and soil moisture content in the same time moist nodes corresponding greater. With the re distribution, the wetting range becomes larger and more uniform distribution of water. (3) the bubbled root irrigation fertilizer solution infiltration wetting the distribution of ammonium nitrogen and nitrate nitrogen from fertilizer concentration the soil bulk density, initial water content, effect of emitter spacing and time and space. Based on the characteristics of ammonium nitrogen, and then the distribution stage end of irrigation, ammonium nitrogen distribution mainly concentrated in the soil near the emitter outlet for nitrate nitrogen; Speaking, it is not easy to be absorbed by soil characteristics with water transport based on the wetting characteristics and water distribution in irrigation is similar. At the end of ammonium nitrogen in wetting the same node, nitrate content decreased with the increase of soil bulk density, fertilizer concentration and increased with the phenomenon. The wetting of ammonium nitrogen and nitrate nitrogen average change quantity and change rate also showed the similar trends. With the decrease of soil bulk density, increase the fertilizer concentration, initial soil water content, the distribution of regional moisture nitrate becomes larger. Wetted the same node at the intersection of the interface ammonium nitrogen, nitrate nitrogen content was increased with the decreasing of emitter spacing. The wetting of nitrate content in distribution within 3 D, the average value of the fundamental change, the distribution scope of the change, become more uniform distribution; 5 d until the redistribution of 20 d Wetting, the ammonium nitrogen content decreased greatly; and the distribution of 20 D, the content of ammonium nitrogen in wet value close to the soil; then the distribution of 5 d, the mass fraction of the nitrate increased more significant, until the redistribution of 15 d. The content of nitrate nitrogen in wet basically reached the maximum value distribution; 20 D, the nitrate content was lower and distribution of 15 d, close to the soil surface, nitrate nitrogen decreased more slowly. (4) based on Hydrus-3D software for bubble root irrigation under the condition of water infiltration characteristics were related to simulation, and compared the simulation results with measured values showed that the Hydrus-3D software. Can be a good simulation of bubble root irrigation on soil water infiltration characteristics.

【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S275

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本文編號：1609245