Page 91 - 2021年第52卷第9期

管工作压力和埋深对微润灌土壤水分入渗特征的影响。
3.3.1 土壤质地 选用了砂壤土、壤土、粉壤土、黏壤土 4 种不同质地的土壤进行土壤水分入渗模
拟。土壤的水力特征参数根据 HYDRUS 软件自带的神经网络预测方法得出。土壤初始含水率设为
0.15 cm /cm ，微润管工作压力为 100 cm，埋深为 18 cm，入渗时间为 48 h。图 8 为不同土壤质地下微
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润灌 48 h 后湿润体内水分分布图，可以看出，微润灌条件下水分主要集中在管附近区域，土壤含水
率随着与微润管距离的增加而逐渐减小。土壤质地越黏重，管附近土壤饱和度越高，砂壤土中微润
管附近土壤饱和度为 0.6 左右，而黏壤土中管附近土壤饱和度达到了 0.92。湿润范围随土壤质地黏重
性增加而减小。48 h 时，砂壤土中入渗水分已到达上下边界和右边界，壤土中水分仅到达上边界，
而其余两种土壤中入渗水分未到达任何边界。壤土、粉壤土和黏壤土中的湿润体水分等值线图接近
于同心圆，而砂壤土中水分下渗较明显。

0.700 0.802 0.864 0.924
0.668 0.760 0.816 0.873
0.637 0.721 0.767 0.822
0.605 0.679 0.720 0.771
0.573 0.637 0.671 0.720
0.541 0.595 0.622 0.671
0.510 0.556 0.576 0.620
0.478 0.514 0.527 0.568
0.446 0.472 0.478 0.517
0.415 0.430 0.431 0.466
0.383 0.391 0.382 0.415

（a）砂壤土 （b）壤土 （c）粉壤土 （d）黏壤土
注：方框中数字为土壤饱和度（含水率/饱和含水率），从上到下与等值线从内到外对应
图 8 不同土壤质地下微润灌 48h 后湿润体内水分分布
图 9 为不同土壤质地下湿润锋运移随时间变化图。总体看来，土壤质地越黏重，湿润锋运移速度
越慢。砂壤土中湿润锋运移速度明显大于其他 3 种土壤，且其各方向运移速度差异较大。水平向湿润
锋在入渗 19.5 h 时达到右边界，到达右边界后上下湿润锋运移速度有所加快，分别在 29 h 和 23 h 左右
到达边界。壤土、粉壤土和黏壤土中，各方向湿润锋运移距离差异不大，但实际上由于重力势的作
用，运移距离为下湿润锋>水平湿润锋>上湿润锋。这 3 种土壤中下湿润锋运移距离与上湿润锋运移
距离的比值分别为 1.086，1.056，1.037，表明随着土壤质地黏重性增加，湿润锋上下运移距离差异
逐渐减小，湿润范围更接近于圆形。

27 27 27 27
湿润锋运移距离/cm 18 9 向上 湿润锋运移距离/cm 18 9 向上 湿润锋运移距离/cm 18 9 向上 湿润锋运移距离/cm 18 9 向上
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24
24
24
21
21
21
21
15
15
15
15
12
12
12
12
向下
水平
水平
水平
0 6 3 水平 6 3 0 向下 6 3 0 向下 6 3 0 向下
0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50
入渗时间/h 入渗时间/h 入渗时间/h 入渗时间/h
（a）砂壤土 （b）壤土 （c）粉壤土 （d）黏壤土
图 9 不同土壤质地下湿润锋运移随时间变化
3.3.2 工作压力 选取 4 种压力水头（50、100、150、200 cm）进行微润灌不同工作压力水头下土壤水
分入渗模拟。土壤为本文水分入渗试验所用的黏壤土，水力特征参数见表 1。土壤初始含水率设为
0.15 cm /cm ，微润管埋深为 18 cm，入渗时间为 75 h。图 10 为不同工作压力下微润灌 75 h 后土壤湿润
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体内水分分布图。可以看出，不同压力水头下的微润灌湿润体在形状上差异不大，大小上差异较
大。工作压力越高，湿润范围越大，且管附近土壤饱和度越大。这是因为工作压力越高，微润管内
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