农业机械学报

作者：苏李君,蔺树栋,王全九,王康

单位：西安理工大学,西安理工大学,西安理工大学;中国科学院水利部水土保持研究所,西安理工大学,

关键词：湿润锋;二维积水入渗;HYDRUS-3D;拟合;数学模型

基金：国家自然科学基金面上项目(51679190、51979220)、国家自然科学基金重点项目(41830754)和国家重点研发计划项目(2016YFC0501401-02)

为探究点源积水入渗的运移机理，以达西定律和质量守恒原理为基础，利用HYDRUS软件对点源积水入渗过程进行数值模拟分析与验证，分析点源积水入渗条件下土壤水平湿润锋与垂直湿润锋的比值（湿润锋比）和土壤水力参数（进气吸力、形状系数以及饱和导水率）之间的关系，并基于土壤饱和扩散率建立水平湿润锋运移模型。结果表明：细质土壤（进气吸力大于11cm）的湿润体形状近似为以积水中心为椭圆心、以垂直湿润锋和水平湿润锋为长半轴和短半轴的椭圆体，而粗质土壤（进气吸力小于8.7cm）湿润体的椭圆心位于积水中心下方，从而导致短半轴大于水平湿润锋、长半轴小于垂直湿润锋；细质土壤的湿润锋比随时间变化较小，可近似为常数，土壤湿润锋比与形状系数和饱和导水率之间无显著的函数关系，但与进气吸力呈线性递增关系，决定系数R2为0.999；湿润锋运移过程可以采用入渗时间的幂函数进行拟合，且幂函数系数和指数可以分别用土壤饱和扩散率的一次多项式和二次多项式进行估计，经验证得到的模型在误差允许范围内具有较好的效果。本研究可为分析点源积水水盐运移等问题提供机理性依据，也为我国北方干旱半干旱地区合理规划设计滴灌系统、提高农业灌溉用水效率提供科学依据。

来源：2020年第1期

《农业机械学报》期刊编辑部

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