滴灌条件下土壤大孔隙分布对暗管排水效果影响的研究.pdf

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1、分类号：密级：公开学号：2015200915单位代码：10759石河子大学硕士学位论文滴灌条件下土壤大孔隙分布对暗管排水效果影响的研究学位申请人聂锦杰指导教师李明思教授申请学位门类级别工学硕士学科、专业名称水利工程、水利水电工程研究方向农田水利所在学院水利建筑工程学院中国·新疆·石河子2018年5月EffectofMacroporesDistributiononDrainageEffectofSubsurfacePipeUnderDripIrrigationADissertationSubmittedtoSh

2、iheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringByNieJinjie(WaterResourcesandHydropowerEngineering)DissertationSupervisor:Prof.LiMing-siMay,2018石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注

3、明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示谢意。研究生签名：时间：年月日使用授权声明本人完全了解石河子大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文在学校图书馆保存并允许被查阅。有权自行或许可他人将学位论文编入有关数据库提供检索服务。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日

4、摘要常规暗管排水技术只有在土壤水分处于饱和状态，才能排出水分。但在滴灌农田中，土壤水分基本处于非饱和状态，很难达到排水目的。为了解决滴灌条件下暗管排水困难的问题，本文提出了一种具有大孔隙流作用的排水暗管结构，通过土槽试验研究其对暗管排水和排盐效果的促进作用。试验中对大孔隙流导管布置密度设置3种处理（3、4、5根），对其布置形式设置2种处理，即垂直埋设和弯曲埋设，并以无大孔隙流导管的排水暗管作为对照（CK），进行以下几方面的研究：土壤大孔隙流导管形式对暗管排水、排盐效果的影响；土壤大孔隙流导管密度对暗管排水、排

5、盐效果的影响；土壤大孔隙流导管对暗管排水、排盐效果影响机理。在相同灌水量和滴头流量条件下监测各处理的土壤含水率和含盐量、土壤基质吸力大小、暗管排水量和排盐量。本文基于室内土槽试验，研究了滴灌条件下，大孔隙流导管密度及布置形式对暗管排水、排盐效果的影响，主要研究结果及结论如下：（1）布置大孔隙流导管不仅使暗管排出水分，而且随着大孔隙流导管布置密度的增大，暗管排水量增多。试验显示，大孔隙流导管垂直布置条件下，每增加1根导管，暗管排水量平均增加1.2L左右。大孔隙流导管布置密度的增多主要增大了深层土壤的排水量。同时

6、，大孔隙流导管深刻影响着湿润锋的运移，单位时间内的湿润锋深度基本随大孔隙流导管密度的增加而增大，主要是导管密度越大，水分相对运动加快。且均比无大孔隙流导管湿润锋运移速度快。（2）大孔隙流导管弯曲布置将降低导管两端的水力坡度，降低导管中的流速。与大孔隙流导管垂直布置相比，大孔隙流导管弯曲布置时的暗管排水量比导管垂直布置时的排水量减少了约7.97%~19.57%。随着弯曲大孔隙流导管布置密度的增大，土壤垂直剖面排水效果几乎同步增强，并非只有深层土壤排水效果增强。弯曲大孔隙流导管布置，增大导管密度，使得土壤水分通道

7、弯曲度增大，阻碍了湿润锋的前进，所以弯曲大孔隙流导管湿润锋运移速度比垂直大孔隙流导管湿润锋运移速度小。（3）未布置大孔隙流导管的CK处理土壤基质吸力比布置了大孔隙流导管的各个处理约小90.84%~94.51%。无论大孔隙流导管弯曲布置、垂直布置亦或是导管密度是否相同，土壤基质吸力均相等，但暗管排水量不等，说明漏斗吸力不同。大孔隙流导管产生的漏斗吸力随导管密度的增大而逐渐增大。（4）与无大孔隙流导管的处理比较，布置了大孔隙流导管的土壤均处于脱盐状态，暗管下方亦未出现积盐现象。导管密度越大，土壤脱盐率越高；表层土

8、壤脱盐率最高可达92.86%；下层土壤脱盐率最高可达61.34%，且每增加一个大孔隙流导管，土层脱盐率增大14%左右，排盐效果较好。（5）大孔隙流导管弯曲布置，随着导管密度的增大，土壤脱盐效果增强，增幅大于垂直大孔隙流导管同类指标增幅。与大孔隙流导管垂直布置相比，大孔隙流导管弯曲布置时脱盐效果小于垂直大孔隙流导管布置脱盐效果。无论大孔隙流导管垂直布置亦或是弯曲布置，暗管侧部脱盐率均小于暗管顶部脱盐率