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通过田间试验验证了微润管流量随土壤含水率有一定的自我调节作用，但调节时间较短；土壤容重
和初始含水率对微润管流量也有显著影响。数值模拟为不同情境下的土壤水分运动规律研究提供了
。
实用而方便的手段。由Šimunek 等 ［12］ 研发的 HYDRUS-2D/3D 模型可用于模拟水、溶质和热在多孔介
质中的运移过程，目前已被广泛应用于农田土壤水分运动的研究中 ［13-19］ 。也有学者已将该模型应用于
微润灌水分运动模拟。Fan 等 ［20］ 计算得出微润管比流量数据后，基于 HYDRUS-2D 模型，将微润管考
虑为定流量边界对竖直微润灌溉进行了模拟，对比实测数据验证了该模型的可靠性，并模拟分析了
［1］
土壤质地、土壤初始含水率等因素对微润灌水分入渗的影响。Kanda 等 也将微润管设为定流量边界
进行了微润灌水分运动数值模拟，利用实测值验证了模型的准确性，并比较了微润灌条件下壤质砂
土和砂质黏壤土两种质地土壤中水分分布和湿润锋运移的不同。而不同情境下微润管流量并不一
样，所以在模型中使用定流量边界模拟需先根据试验确定其流量，这增加了模拟的难度，降低了模
型的普适性。
为了构建方便有效的微润灌水分运动模型，提高模拟效率和模型适用度，本文基于微润管的水
势差驱动出流机制，将管壁当作多孔介质处理来构建微润灌水分运动模型，通过试验和参数敏感性
分析验证了模型的准确性和稳定性，为微润灌水分运动模拟提供了一种新的思路和方法；此外模拟
分析土壤质地、微润管工作压力和埋深对微润灌水分入渗特征的影响，深入探讨影响产生的原因，
分析微润灌适用条件，为微润灌溉系统的设计和管理运行等工作提供一定的理论指导。

2 材料与方法

2.1 室内试验
2.1.1 供试土样 本试验用土取自河海大学节水园区试验大田，取土深度为表层 20 cm。土壤经旋耕
机疏松后，过 6 mm 筛去除其中残留的根系及石块等杂质，然后置于通风处自然风干，风干后（质量
含水率约 0.054 g/g）再过 2 mm 筛待用。按照国际制土壤质地分类，供试土样为黏壤土。
2.1.2 微润灌土壤水分入渗试验 在室内进行微润灌土壤水分入渗试验，试验装置示意图如图 1 所
示，主要由土箱、微润灌溉系统、数据采集系统组成。土箱由 1 cm 厚透明有机玻璃制作，规格为 40 cm×
40 cm×55 cm（长×宽×高）。土箱前后面板打有直径 2 cm 的对称小孔以安装微润管，后面板不同高度打
有直径 1 cm 测量孔。

马氏瓶

前 后
土箱
40 40
数码相机 TDR 湿润锋
微润管
测量孔
55 43 土样
砾石层
土样
排水孔 5
试验装置侧视图 土箱后视图

图 1 入渗试验装置示意（单位：cm）

3
将供试土样分层均匀填入土箱，层间打毛，填土干容重为 1.12 g/cm ，填土高度为 43 cm。试样表
面覆一层隔热膜以抑制土壤水分蒸发。马氏瓶通过橡皮管与微润管相连，模拟简易的微润灌溉系
统。微润管为第三代管，四折痕双层结构。微润管长度 40 cm，水平铺设于土箱内，埋深为 18 cm，
管内压力水头通过调节马氏瓶高度控制在 100 cm。入渗过程中采用数码相机（佳能 EOS 60D）拍照记
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