[發明專利]一種土壤入滲參數和地面糙率的測量方法

在審

• 申請號: 201510069370.5
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104677801A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 周蓓蓓;呂金榜;王全九
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N33/24
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于灌溉技術領域，具體涉及一種土壤入滲參數和地面糙率的測量方法。

背景技術

土壤入滲參數和地面糙率是進行地面灌溉設計與管理的基本參數，現有灌溉技術中大多采用傳統大田漫灌，傳統灌溉方式導致農田進水口處土壤過飽和，造成水分的深層滲漏浪費，灌水時間長且灌水不均勻，因此，在大田漫灌下獲得的土壤入滲參數和地面糙率實際指導意義不大。而波涌畦灌技術可以有效提高灌水均勻度，減少滲層滲漏，但因其具有不同的灌水周期，降低了濕潤部分的田面糙率及土壤入滲率，各個灌水周期亦均會發生了變化，因此，在波涌畦灌下獲得不同灌溉周期土壤入滲參數和地面糙率，用于指導田間波涌畦灌灌溉過程更具有實際意義，但如何獲取這些參數成為波涌畦灌灌水方案確定的重要內容。就入滲參數而言，現有技術中常采用雙環入滲儀進行測定，但由于空間變異性和水流對土壤入滲特征的影響，導致利用雙環入滲儀測定工作量大，且會引入樣本誤差。而近年來國內外學者提出利用大田灌溉水流的推進和消退過程來推求入滲參數，但實際計算過程需要進行田間土壤剖面含水量、灌水水深的測量，這一資料難以正確測定，且由于田間土壤空間變異性，其測量結果不能很好的表征地面的參數。同時人們利用零慣量模型和運動波模型通過數值計算來反推入滲參數和地面糙率，而由這一算法得到地面糙率的工作量大，計算繁瑣。

發明內容

本發明的目的是提供一種土壤入滲參數和地面糙率的測量方法，解決了現有技術中存在的對土壤入滲參數以及地面糙率的測量不準確、測量方法復雜及在大田漫灌狀態下測得土壤入滲參數以及地面糙率對實際灌溉過程的指導有偏差的技術問題。

本發明所采用的技術方案是，一種土壤入滲參數和地面糙率的測量方法，具體按照以下步驟實施，

步驟1：布設樣點：將實驗農田劃分成若干塊畦塊，沿坡度方向呈矩形圖形布設，在每塊畦塊的中間位置設置一個寬度相同的畦口；然后采用坡度計，測得地面坡度J；

步驟2：波涌畦灌?

首先進行第一周期灌溉，分別從每塊畦塊的畦口處以同樣的條件同時灌水，第一次灌溉的時間記為0時刻；

步驟3：采用流量計測量農田畦口處的流量Q，計算單寬流量q；

步驟4：通過測量若干組不同的水流推進時間t_f及相應水流推進時間對應水流推進距離x_f，得到第一灌溉周期的土壤入滲參數A₁和地面糙率n₁；

步驟5：距離第一灌溉周期開始時間若干分鐘后進行第二周期的灌溉，通過測量該周期若干組不同的水流推進時間t_f及相應水流推進時間對應水流推進距離x_f求得第二灌溉周期的土壤入滲參數A₂和地面糙率n₂；

步驟6：距離第二灌溉周期開始時間若干分鐘后進行第三周期的灌溉，通過測量該周期若干組不同的水流推進時間t_f及相應水流推進時間對應水流推進距離x_f求得第三灌溉周期的土壤入滲參數A₃和地面糙率n₃；

重復波涌畦灌過程，采用同樣的計算方法分別求得不同灌溉周期下土壤?入滲參數A_i和地面糙率n_i，直至將畦塊完全灌溉。

本發明的特點還在于，

步驟3中計算單寬流量q的方法為：?

q=QW---(1);]]>

式中，W為畦口寬度；?

為保證所測流量能夠代表該次灌水過程中的實際流量，根據統計分析對樣本量的要求，每個畦口的流量Q有效測定次數不低于30次，求得平均流量后再根據式(1)計算單寬流量q。

步驟4中計算第一灌溉周期的土壤入滲參數A₁具體方法如下：

4.1，計算土壤入滲參數A₁：