专利名称：一种根据点源临界入渗速度进行微灌的方法
技术领域：
本发明涉及一种微灌的方法，尤其是涉及一种根据点源临界入渗速度进行 微灌的方法。
二背景技术：
面对农业用水供需矛盾日益尖锐，农田灌溉水量损失和浪费相当严重的现 实，国内外水利学者们提出了不少新的农田节水灌溉理论和方法，并根据不同 的用水环节提出节约灌溉用水的方法，微灌法就是这些技术中田间灌水节水技 术的主要方法。而滴灌、渗灌等灌水技术都是在土壤基质力作用下，灌溉水在 滴头点源位置周围扩散的技术方法，其土壤水分扩散属点源土壤入渗方式。对 于不同滴灌灌水器流量条件下，点源周围土壤水分扩散存在明显差异，湿润区 土壤平均含水率、湿润体形状等都存在明显差异，大多数研究者研究了点源入 渗规律，但对点源入渗相关的控制性指标研究相对较少，对于点源临界入渗速 度及临界流量研究缺乏，所以目前滴灌设计中仅凭设计经验完成设计。
三
发明内容
本发明为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种根据点源临界入渗 速度进行微灌的方法，其克服了目前滴灌方法设计指标不规范的问题，达到定 量确定滴灌灌水器设计流量，有利于提高滴灌灌水均匀度和降低滴灌系统综合投资。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为
一种根据点源临界入渗速度进行微灌的方法，其特征在于在进行微灌时， 滴头的额定工作流量为点源临界入渗速度的对应流量。
土壤点源入渗分为地面上和地下两种情况，粘壤土地面上入渗临界速度为 0.67L/h，地下点源临界入渗速度为0.95L/h;壤土地面上入渗临界速度为 0. 50L/h，地下点源临界入渗速度为0. 63L/h;砂壤土地面上点源入渗临界速度 为0.35L/h，地下点源临界入渗速度为0.41L/h。
在进行微灌时，不同土壤的临界入渗速度对应纵向与横向湿润比值粘壤 土在临界入渗速度为0. 67 L/h时，对应的纵横向湿润比为1.02;壤土地面上临 界入渗速度为0.50L/h，对应的纵横向湿润比为1.10;砂壤土地面上点源临界 入渗速度为0. 35L/h，对应的纵横向湿润比为1. 22。
与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下
本发明利用所得点源临界入渗速度、临界流量，为更好的设计滴灌、渗灌 灌水技术方法及灌水器设计提供技术依据，克服了目前现有设计方法的缺陷， 克服了目前滴灌设计中仅凭设计经验完成设计的现实，能够促进该灌水技术在 中小行距作物的灌溉中更合理的应用。
具体实施例方式
本发明提供一组不同土壤对应的点源临界入渗速度、临界滴头流量、点源 临界入渗速度对应的临界滴头流量及湿润区纵横向湿润比。土壤点源入渗分为
地面上和地下两种不同情况，粘壤土地面上入渗临界速度为0. 67L/h，地下点源 临界入渗速度为0. 95L/h;壤土地面上入渗临界速度为0. 50L/h，地下点源临界入渗速度为0. 63L/h;砂壤土地面上点源入渗临界速度为0. 35L/h，地下点源临 界入渗速度为0. 41L/h;利用均质土壤和管式滴头室内1/2模型试验，在滴头流 量为O. 10、 0.15、 0.30、 0.50、 0.7和1.0L/h等水平，实验用有机玻璃土箱尺 寸为0.8X1.0X1. Om，稳压稳流式马司瓶通过管式滴头供水，测定滴灌入渗过 程中湿润体大小、滴头上下湿润距离、水平向湿润距离，湿润区各个部位水量 及平均含水量等。点源入渗过程中滴头供水能力存在小于、等于、大于土壤水 分扩散能力，当滴头流量等于或小于土壤水分扩散能力时，滴头周围将不存在 饱和含水区，湿润过程中湿润区平均土壤含水率接近恒定；当滴头流量大于土 壤水分扩散能力时，滴头周围将存在饱和含水区，湿润过程中湿润区平均土壤 含水率在不断变化，通过试验获得不同点源入渗的临界入渗速度及对应滴头流 量。在临界滴头流量条件下，由于滴头提供的灌溉水量小于或等于土壤扩散能 力，使入渗过程中湿润区平均土壤含水率接近恒定，相应湿润体表现出沿深度 方向的湿润深度与水平向湿润距离比值较小，当滴头流量超过土壤入渗能力时， 湿润区土壤平均含水率不断增大，相应湿润体表现出沿深度方向的湿润深度与 水平向湿润距离比值增大，不利于灌溉水的利用，且可能造成深层渗漏；因此， 利用土壤入渗特性及灌水器流量间的关系，合理设计滴灌技术要素将会有效提 高灌溉水的利用效率，本发明利用临界滴头流量和临界入渗速度，合理设计灌 水技术要素，将滴头产品或滴灌带的流量指标设计为滴头临界流量。
不同土壤的临界入渗流量对应纵向与横向湿润比值点源临界入渗速度相
对应纵横向湿润比可用于滴灌技术要素设计，粘壤土在滴头流量为0. 67 L/h时， 对应的纵横向湿润比为1.02;壤土地面上入渗临界速度为0.50L/h，对应的纵 横向湿润比为1.10;砂壤土地面上点源入渗临界速度为0.35L/h,对应的纵横 向湿润比为1.22;利用对应滴头流量、湿润比完成滴灌技术要素及滴灌系统设 计。利用均质土壤和管式滴头室内1/2模型试验，在滴头流量为O. 10、0. 15、0. 30、 0.50、 0. 7和1. 0L/h等水平，实验用有机玻璃土箱尺寸为0.8X1.0X1.0m,稳 压稳流式马司瓶通过管式滴头供水，测定滴灌入渗过程中湿润体大小、滴头上下湿润距离、水平向湿润距离，湿润区各个部位水量及平均含水量等。利用所 获得的临界入渗速度、滴头流量、纵横向湿润比设计距离如下
(1) 设计参数
计划湿润层深度H: 0.6m;湿润比P: 0.6; 土壤田间持水量(重量)6田
24%;适宜含水量上下限e^、 e in: e腿^8(^xe田，e in=60%x e田；土壤干容
重Yd: 1.38g/cm3;滴头流量0.67L/h;纵横向湿润比8=1.02
(2) 设计 灌水定额m:
m=1000XHX YdXPX 9田X (6max—6min) =1000X0. 6X1.38X0. 6X24%X (80%_60%) =23.85 (ram) =15.9 (m7亩) 滴头间距厶设计
厶=0. 6m 毛管间距厶设计 2xV0.532 - 0.42
=0.6
得4^L2 (m)
则在滴头间距为0.6m、毛管间距1.2m、滴头流量0. 67 L/h时，灌水时间t
为
本23.84x0.6x1.2 oc: e /L_、
t=-2~^=-&25. 6 (h)
g 0.67
即每个灌溉组需要灌水时间为25. 6h。
依据此数据可参照滴灌设计方法完成滴灌系统其它部分设计。 在临界滴头流量条件下，由于滴头提供的灌溉水量小于或等于土壤扩散能 力，使入渗过程中湿润区平均土壤含水率接近恒定，相应湿润体表现出沿深度 方向的湿润深度与水平向湿润距离比值较小，当滴头流量超过土壤入渗能力时，
6湿润区土壤平均含水率不断增大，相应湿润体表现出沿深度方向的湿润深度与 水平向湿润距离比值增大，不利于灌溉水的利用，且可能造成深层渗漏；因此， 利用土壤入渗特性及灌水器流量间的关系，合理设计滴灌技术要素将会有效提 高灌溉水的利用效率。
权利要求
1、一种根据点源临界入渗速度进行微灌的方法，其特征在于在进行微灌时，灌灌水器滴头的额定工作流量为点源临界入渗速度。
2、 根据权利要求1所述的一种根据点源临界入渗速度进行微灌的方法，其 特征在于土壤点源入渗分为地面上和地下两种情况，粘壤土地面上入渗临界 速度为0.67L/h，地下点源临界入渗速度为0. 95L/h;壤土地面上入渗临界速度 为0. 50L/h，地下点源临界入渗速度为0. 63L/h;砂壤土地面上点源入渗临界速 度为0. 35L/h，地下点源临界入渗速度为0. 41L/h。
3、 根据权利要求2所述的一种根据点源临界入渗速度进行微灌的方法，其特征在于在进行微灌时，不同土壤的临界入渗速度对应纵向与横向湿润比值: 粘壤土在临界入渗速度为0.67L/h时，对应的纵横向湿润比为1.02;壤土地面 上临界入渗速度为0.50L/h，对应的纵横向湿润比为1.10;砂壤土地面上点源 临界入渗速度为0. 35L/h，对应的纵橫向湿润比为1. 22。
全文摘要
本发明涉及一种根据点源临界入渗速度进行微灌的方法，其克服了目前滴灌方法设计指标不规范的问题，达到定量确定滴灌灌水器设计流量，有利于提高滴灌灌水均匀度和降低滴灌系统综合投资。本发明采用的技术方案为在进行微灌时，滴头的额定工作流量为点源临界入渗速度。土壤点源入渗分为地面上和地下两种情况，粘壤土地面上入渗临界速度为0.67L/h，地下点源临界入渗速度为0.95L/h；壤土地面上入渗临界速度为0.50L/h，地下点源临界入渗速度为0.63L/h；砂壤土地面上点源入渗临界速度为0.35L/h，地下点源临界入渗速度为0.41L/h。
文档编号A01G25/16GK101606479SQ20091002346
公开日2009年12月23日 申请日期2009年7月28日 优先权日2009年7月28日
发明者岳海英, 李援农 申请人:西北农林科技大学