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不同深度基质含水率变化规律与预测模型研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为探明不同深度的基质含水率变化规律，使用干燥法分别对多个EC-5型传感器进行校准，并将4个传感器分别放置垂向距滴头5、10、15、20cm 4个不同深度处，测量不同滴头流量及滴灌量条件下垂向基质含水率的变化，建立了不同深度基质含水率预测模型。试验结果表明，在滴灌开始后第1层（距滴头5cm处）基质含水率最先上升并迅速达到较高水平，滴灌停止后水分将快速扩散至更深基质层，其含水率可提升至根系易利用水平（25.3%及以上），水分快速运移时间持续1h左右，随着初始基质含水率的降低，在相同滴头流量及灌溉量条件下，水分在垂直方向的运移程度更深，将第1层基质初始含水率、滴灌时间、预测时间、预测层高度差、滴头流量作为输入，利用遗传算法优化的BP神经网络算法与随机森林回归算法（RFR），建立滴灌下基质不同深度含水率预测模型。将试验所预测的滴灌后基质含水率与实际测量的不同深度基质含水率进行对比分析，并对不同预测深度的预测结果进行误差分析，结果表明GA-BP预测模型及RFR预测模型的R2分别为0.8664、0.9465，即RFR算法建立的预测模型更加精确，并且预测深度越接近于第1层基质预测结果越准确。 相似文献
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滴灌条件下黄棕壤土水分运动规律研究 总被引：1，自引：0，他引：1
试验研究了不同滴速、初始含水率和容重条件下,黄棕壤土水分运动规律,并分别分析了0～5 cm、5～10cm、10～15 cm水平和垂直方向土层含水率的相关性和变异系数.结果表明:滴速、初始含水率和容重均对水分运动有明显影响;水分水平和垂直扩散距离与入渗时间之间呈多项式关系,且R<'2>在0.9以上;滴灌量相同滴速为3.0 L/h在滴灌过程中出现大面积积水.土壤垂直方向0～5 cm与5～10 cm含水率之间的相关性为0.883,而5～10 cm与10～15 cm的相关性则只有0.467;水平方向上5～10 cm含水率不仅变异系数高而且与相邻的0～5 cm、10～15 cm的相关性均较低,分别是0.366和0.472.因此对于黄棕壤土合理的滴速应选择在2.0～2.5 L/h范围内,土壤水分传感器埋设在距离滴头水平方向5 cm、垂直方向10 cm处比较合理. 相似文献
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双点源滴灌条件下土壤湿润锋运移规律研究 总被引：3，自引：0，他引：3
通过模拟试验,研究了不同滴头流量、灌水量和滴头间距下双点源滴灌水分交汇作用对湿润锋运动规律的影响,结果表明:在交汇界面,湿润锋水平和垂直入渗距离与入渗时间符合多项式关系,在未发生交汇的平面符合幂函数关系。相同条件下,交汇界面处的水分向外扩散距离与距滴灌点源相同距离处未发生交汇的水分扩散距离相比增加了30%,湿润锋前沿处的含水率比其增大了81%。在滴头流量为0.8 L/h、灌溉水量17.0 L条件下,双点源交汇入渗在结束灌水时湿润锋水平和垂直湿润距离分别为31.0 cm和33.3 cm,比单点源入渗分别大1.0 cm和1.3 cm。此外,通过试验发现,增大滴头流量、灌水量或缩小滴头间距均能有效改善土壤湿润体的均匀性。 相似文献
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基质配方和灌溉方式对生菜根系和产量的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为筛选高产的生菜栽培基质配方及配套灌溉方式,根据滴灌和微喷灌水分在基质中的分布特点,研究了4种有机基质和2种灌溉方式下生菜产量和根长密度分布状况,分析了在滴灌和微喷灌条件下生菜根长密度剖面相对分布的异同,提出了生菜根长密度垂向分布模型及生菜产量和根长密度的关系模型。结果表明:滴灌处理在12 cm以下基质层含水率明显高于上层基质,微喷灌处理基质水分主要集中在15 cm以上基质层且水分分布较均匀。复配基质栽培生菜的根长密度比纯醋糟基质高27%,且在剖面的垂直分布随深度增加而递减;微喷灌下生菜根系集中于表层(0~6 cm),占71%以上,较滴灌有上移现象。复配基质栽培生菜产量比纯醋糟基质高10%。灌溉方式对生菜产量影响具有季节性,春季滴灌的生菜产量比微喷灌高22%以上,夏季滴灌的生菜产量比微喷灌低11%。选用复配基质进行栽培,春、夏季分别采用滴灌和微喷灌的方式最有利于生菜高产和根系的生长。 相似文献
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针对河西内陆区玉米常规灌溉制度下水量浪费严重、水分利用效率低下和种植结构单一等现状,采用室内试验和田间试验的方法,分析地埋式滴灌条件下不同毛管埋深对大田玉米土壤水分水平方向和垂直方向分布规律以及玉米出苗率、株高及茎粗、叶面积及单株干物质量的影响。结果表明:水平方向上距离毛管中心两边同等位置处,其土壤含水率基本呈对称状态,垂直方向上距毛管中心两边同等位置处,其下面的土壤含水率略高于上方含水率。滴头流量为1.2 L/h时,处理T1出苗率明显高于其他处理,出苗率达到56.51%,其次为处理T2可达20.61%,其余处理出苗率都不足10%;埋深40 cm处理在各生育期的株高及茎粗、单株干物质量显著低于埋深30 cm与埋深35 cm;毛管埋深30 cm更有利于叶面积系数的增加。同一毛管铺设方式下、灌水定额和灌水时间一致的情况下,滴头流量为1.6 L/h时其产量显著高于滴头流量为1.2 L/h的处理。毛管埋深为30 cm、间距为60 cm为适宜地埋式滴灌条件下大田玉米的最优组合模式。 相似文献
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棉花膜下滴灌墒情监测点的定位 总被引：1，自引：0，他引：1
结合田间观测,研究了棉花膜下滴灌墒情监测点的定位问题。试验于2009年6月至9月在新疆库尔勒市包头湖农场进行,试验区采取1膜1带4行棉花的种植形式,距滴灌带0、20、45、70 cm处布置4根TDR观测管,采用TDR观测0~100 cm深度土壤剖面水分分布。结果表明,滴头处的监测点与距滴灌带20、45 cm处的土壤含水率垂直分布无显著性差异,与距滴灌带70 cm处的土壤含水率垂直分布有显著性差异。因此,墒情监测点布置于距滴灌带0、20、45 cm处均可,不宜布置在更远处。 相似文献
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为了探究西北旱区春小麦适宜的滴灌带布置和滴头流量的组合,2016年3—7月在甘肃民勤县进行了春小麦大田试验,研究3种滴灌带布置方式（1管4行、1管5行、1管6行）和2种滴头流量（2.2 L/h、3.1 L/h）对土壤水氮分布规律、春小麦干物质量及产量的影响。试验结果表明:灌水后,滴头流量为3.1 L/h的处理水分在水平方向运移比2.2 L/h更大,而垂向运移更小;滴头流量相同时,滴灌带间距越大,两根滴灌带中间土壤含水率越小;施肥后,0～40 cm土层内土壤硝态氮含量随滴头流量增大而增大,而40～60 cm土层随滴头流量增大而减小;滴灌带间距增大,硝态氮易向滴头正下方40～60 cm土层内累积;滴头流量相同时,配置方式为1管6行的处理在春小麦干物质量及产量上要显著低于1管4行和1管5行的处理,而1管4行及1管5行无明显差异;配置方式相同时,滴头流量为3.1 L/h处理的春小麦干物质量及产量均要高于2.2 L/h的处理。综合考虑成本、产量等因素,建议选择滴头流量为3.1 L/h、滴灌带布置方式为1管5行的组合。 相似文献
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以新疆石河子垦区最早实施滴灌棉田地块为研究对象,采用水平土柱法研究粉砂壤土水分扩散率。结果表明:Boltzmann参数随着土壤含水率的减少而增大,其中40~60 cm土层随着土壤含水率的减少Boltzmann参数变幅最为明显;相同含水率情况下,40~60 cm土层水分扩散率最高,其水分扩散率大小表现为:40~60 cm0~20 cm20~40 cm;并用RETC软件对参数进行拟合,由VGM模型和BCM模型的实测值与模拟值均方根误来分析,最终确定BCM模型拟合表达式作为粉砂壤土水分扩散率。 相似文献
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为了研究双点源滴灌条件下土壤水分运动规律,为滴灌多点源系统的合理设计提供理论依据,基于非饱和土壤水分入渗理论和双点源滴灌条件下土壤水分分布特征,建立了滴灌条件下双点源土壤水分入渗数值模型,利用流体建模有限元分析软件HYDRUS-3D对数值模型进行了运算.将湿润区内土壤含水率运算与实测结果进行对比可得:实测与模拟值一致性较好,均遵循滴灌点源入渗土壤水分运动和双点源交汇湿润体的演变规律.用所建模型对一定灌水技术要素下的土壤湿润体水分分布状况进行数值模拟,结果表明:当q=1.2 L/h,滴头间距为30 cm时,湿润锋交汇时间为268 min.灌水时间增加,交汇区土壤含水率增大,最大值为0.32 cm3/cm3.远离滴头的湿润区内土壤等值线图融合为一条曲线,随着时间的推移,曲线向下移动,形状从屋脊形过渡为水平.当灌水时间相同时,湿润锋运移速率、湿润体剖面面积、滴头附近高含水区土壤湿润体体积及湿润体内相同位置处土壤含水率均随流量增大而变大.结论滴头流量、灌水时间对双点源滴灌土壤水分入渗有一定影响,土壤水分入渗数值模拟能较准确反映双点源入渗条件下土壤水分运动规律. 相似文献
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微咸水覆膜滴灌在发挥节水效益的同时应避免土壤盐分的积聚,在缺乏大水淋洗的设施大棚内,覆膜对土表局部蒸发的抑制伴随滴灌湿润体的交汇,加剧了滴灌带带间水盐分布的不规则性,导致土壤积盐的潜在风险增加。针对上述问题,以布设形式为“两膜两行”的覆膜滴灌田间小区为试验对象,通过HYDRUS模型构建了不同滴头流量(0.5～3.0 L/h)及膜间裸地间距(0～50 cm)组合情景下的二维土壤剖面模拟域,并针对滴头处的带间区域进行水盐动态分布的模拟研究。结果表明,所建模型能较为精确地描述带间剖面内水盐的分布状况,且模拟精度随与滴头水平距离的减小而提升。当膜间裸地间距从50 cm缩小至0 cm时,带间剖面土壤的平均含水率从25.12 cm3/cm3上升至28.76 cm3/cm3,平均土壤盐分质量浓度从9.53 g/L下降至6.25 g/L;滴头流量对带间区域内土壤水盐含量的影响程度相对较低,流量0.5、3.0 L/h下土壤体积含水率及盐分质量浓度的最大差异仅分别为0.14 cm3/cm... 相似文献
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基于K-means聚类算法的草莓灌溉策略研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为进一步提高日光温室封闭式栽培下草莓灌溉水肥利用率,研究了基质含水率和温度影响下的草莓灌溉策略优化方法。采用土壤水分传感器对草莓果期基质含水率进行实时监测,通过对基质含水率随时间变化的规律分析,并结合日平均温度进行K-means聚类分析,提出一种草莓优化灌溉策略。试验结果表明,灌溉第1阶段基质含水率快速上升,在灌溉结束时达到峰值,每次灌溉基质含水率平均提高21.5个百分点;第2阶段快速下降,在20 min内基质含水率平均下降3.5个百分点;第3阶段变化趋于平稳,在30 min内基质含水率平均下降1.2个百分点。在每个灌溉周期内,含水率呈线性下降趋势,在整个果期内,其斜率随日平均温度的升高逐渐增加,由0.0114增加至0.0365。研究结果表明,根据基质含水率变化和日平均温度区间进行定量灌溉,理论上果期每株草莓仅需要4.51 L水,可节水15.4%,该方法能有效提高水肥利用率,实现节水节肥。 相似文献
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为了研究滴灌和微润灌在广西山区主要土壤的水分运移规律,在广西山区选择砂土、壤土和黏土等三种典型土壤,在室内建立并开展土壤水分运移规律试验。试验结果表明:1在地埋黏土、壤土和砂土以及0.10 MPa工作压力条件下,微润管的单米流量分别为0.24、0.31和0.43L/h,为地表出流量的67.6%~98.8%,滴灌管的单米流量为4.17、5.92和6.10L/h,为地表出流量的38.1%~68.2%;2在3种土壤中,滴灌和微润灌的水分运移形状初期为圆形,后期为椭圆形,但砂土的湿润范围最大、壤土次之、黏土最小;3在土箱相同位置,黏土的土壤含水率最大,壤土次之,砂土最小;4根据滴灌和微润灌的土壤水分运移规律,提出滴灌管和微润管在砂土、壤土的适宜埋深为20cm,在黏土的适宜埋深为10cm。 相似文献
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不同灌水技术参数对农田水盐运移的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】探索滴灌条件下农田高效洗盐适宜灌溉指标。【方法】通过人工控水试验重点研究了不同滴头流量(2.8和5.6L/h)和灌水定额(22.5、37.5和52.5mm)对盐碱地棉花根区盐分淋洗效果的影响。【结果】同一灌水定额条件下,湿润锋半径随着滴头流量的增加而增大;滴头流量增加,土壤水分分布呈宽浅型,表层土壤含水率逐渐升高。同一滴头流量条件下,湿润锋半径随着灌水定额的增加而增大;土壤含水率随着灌水定额的增加而增大。表层土壤盐分随着滴头流量和灌水定额的增大而减小,滴头流量为2.8 L/h时,水平脱盐半径30 cm,垂直脱盐深度60 cm;滴头流量为5.6 L/h时,水平脱盐半径40 cm,垂直脱盐深度40 cm。【结论】灌水定额52.5 mm时,脱盐效果最佳;随着作物的根部伸长,改变滴头流量,扎根40 cm以内用滴头流量5.6 L/h,扎根超过40 cm用滴头流量2.8L/h,可作为适宜的灌水技术参数。 相似文献
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设施土壤水分扩散率变化特征 总被引：1，自引：0，他引：1
为了观察设施栽培条件下土壤水分扩散率的变化,更好地实现设施土壤水肥管理以及有效地防治设施土壤次生盐渍化,采用水平土柱法及模拟分析方法,研究了设施土壤0～60 cm土层水分扩散率变化特征．结果表明:设施土壤的水分扩散率变化于002～378 cm2／min．水分扩散率存在一定的差异性,设施土壤在20 cm相似文献
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盐碱地膜下滴灌水盐运移规律试验研究 总被引：3，自引：0，他引：3
通过室内模拟实验,进行灌水量恒为10 L,采用土壤初始含水率为7.6%、14.8%和21.3%及滴头流量为1 L/h、2 L/h和3 L/h,探求土壤初始含水率和滴头流量对盐碱土水盐运移的影响,结果表明:在相同灌水量及滴头流量下,随着土壤初始含水率的增大,滴头附近高含水率的区域增大,水分水平运移速率减小,垂向运移速率增大,利于水分的向下运移,在水平方向的脱盐区域减小,而在垂向的脱盐区域明显增大;在相同的土壤始含水率条件下,随着滴头流量的增大,水分水平运移距离增大,水平脱盐效果明显,而垂向脱盐区减小,小滴头流量利于土壤中盐分的向下运移,有助于压盐;以滴头为中心,湿润锋水平、垂向运移距离及两滴头湿润锋交汇宽度与时间t具有良好的幂函数关系。 相似文献
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水分传感器埋设深度及个数对墒情精度的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
在灌溉预报过程中,要利用土壤水分传感器监测土壤墒情,同一剖面土壤水分传感器埋设数量越多,测墒精度就越高,在实际应用时,就要求减少土壤水分传感器的埋设数量以降低系统的成本,并保证一定的测墒精度。选取4个试验区,在0～100 cm土层深度内,采用取土烘干法测得5个测试深度土壤水分数据。分析了0～60和0～100 cm土壤剖面平均含水率与监测点含水率的相关关系,并设置了1个监测点和2个监测点不同组合的对比,分别计算了各种情况下土壤剖面平均含水率与监测点含水率的相关系数(R2)、平均相对误差(δR)以及均方根误差(RMSE)。研究结果显示:一个监测点时,40 cm深度的含水率能较好地反映0～60 cm土壤剖面平均含水率,R2达到0.95以上; 0～100 cm土壤剖面平均含水率用60 cm深度含水率反映,R2能达到0.93。两个监测点时,20/50 cm处的含水率与0～60 cm土壤剖面平均含水率的相关性最高,R2为0.994; 0～100 cm土壤剖面平均含水率与40/70 cm处的含水率相关性最高,各试验区平均的R2为0.965。 相似文献
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为探究在限制入渗域条件下的土壤水时空变异性特征,在土箱中模拟根域限制栽培的立地条件,分析不同滴头流量的点源入渗土壤水的时空分布及湿润体变化过程,建立不同流量湿润锋运移距离与时间之间的数学关系.试验结果表明:限制入渗域条件下试验前后湿润体形状变化明显;限制入渗域能够有效降低水分下渗速率,阻止无效扩散,减少灌溉水的深层渗漏.与常规条件相比,限制入渗域处理使土壤水下渗速率降低了2.30％～40.38％;当灌水量相同,灌水速率不同时,在灌溉后期,3 L/h的滴头流量既能减少土表水分蒸发,也能使湿润峰达到土壤深层,但是相比3 L/h的滴头流量,4 L/h的滴头流量能减少水分深层渗漏.进一步验证了根域限制栽培技术在节水方面的合理性,相关结果能够为根域限制栽培作物的滴灌滴头流量选取提供一定参考. 相似文献
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为掌握根灌、滴灌在不同立地类型土壤中的水分扩散规律,通过不同灌水梯度试验,采用挖剖面和直观观测法,研究了根灌和滴灌在不同立地类型土壤水分的垂直和水平扩散规律。结果表明:风沙土中根灌、滴灌水分垂直扩散明显小于水平扩散,且灌水时间与扩散速率均呈负相关对数关系。沙质壤土中根灌水分垂直扩散明显小于水平扩散,滴灌则垂直扩散速率大于水平扩散,两者差异不明显;灌水时间与扩散速率呈负相关对数关系。灰棕漠土中根灌初期水分垂直扩散和水平扩散相同,随时间增大,水平扩散速率大于垂直扩散;滴灌则垂直扩散速率大于水平扩散,但两者差异不明显;灌水时间与扩散速率也呈负相关对数关系。总体来看,根灌在不同立地类型土壤中的水分无论垂直扩散速率还是水平扩散速率都表现为:沙质壤土风沙土灰棕漠土;滴灌则无论水平扩散速率还是垂直扩散速率都表现为:灰棕漠土风沙土沙质壤土,两者扩散规律明显不同。 相似文献
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滴灌控制土壤基质势对土壤水分分布和苜蓿生长的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
采用在滴头正下20 cm深度处埋设负压计,分别设置-15、-25和-35 k Pa的土壤基质势控制滴灌,通过田间试验,研究了不同土壤基质势下土壤水分变化特点和紫花苜蓿的生长特性,分析了蒸发、降雨和灌水与土壤基质势之间的关系。从土壤剖面水分分布来看,整个生育期内-15 k Pa处理下的土壤剖面含水率整体集中在14%~15%,较-25和-35 k Pa处理的更为均匀,水分密集区域距离滴头最近;-15 k Pa处理下苜蓿株高达到41.7 cm,盖度为15.3%,生物量值达到了281.29 g/m~2,在所有处理中均为最高。 相似文献