膜孔灌自由入渗：土壤水分运动的数值模拟研究

"膜孔灌自由入渗土壤水分运动数值模拟 (2011年) - 兰州理工大学学报" 本文是一篇自然科学领域的论文，详细探讨了膜孔灌技术在非饱和土壤中的自由入渗过程及其对土壤水分运动的影响。作者范严伟、赵文举和冀宏来自兰州理工大学能源与动力工程学院。他们基于非饱和土壤水分运动理论构建了一个数学模型，用于模拟膜孔灌入渗过程，并通过室内实验对模型进行了验证，发现模拟结果与实际测量值吻合良好。 论文指出，模型分析显示土壤质地、容重、膜孔直径、初始含水率和灌溉水深等因素对土壤水分分布模式的影响相对较小。然而，这些因素对土壤的累积入渗量和入渗速率具有显著影响。具体来说： 1. 土壤质地：土壤的颗粒大小和结构直接影响水分的渗透能力和速度。不同的土壤质地可能导致水分分布和入渗速率的变化。 2. 容重：土壤容重是指单位体积土壤的干质量，它影响土壤孔隙的空间分布，从而影响水分在土壤中的移动。 3. 膜孔直径：灌溉膜上的孔径大小直接影响水分进入土壤的速度，孔径越大，可能允许更快的入渗。 4. 初始含水率：土壤初始的水分含量会影响其吸收灌溉水的能力，初始含水率较高或较低都可能改变入渗速率。 5. 灌溉水深：尽管灌溉水深对累积入渗量和速率的影响较小，但仍然有一定作用，水深过大会可能导致表面径流，而水深过小可能不足以满足深层土壤的水分需求。 关键词包括膜孔灌、自由入渗、三维土壤水分运动、土壤湿润体、入渗特性以及数值模拟。这些关键词强调了研究的核心内容，即膜孔灌技术如何影响土壤水分分布和运动，并通过三维模型进行数值模拟来深入理解这一过程。 中国分类号S275.9和文献标识码A分别指出了该论文在农业科学（尤其是农田水利）领域的重要性。这项研究对于优化膜孔灌技术，提高水资源利用效率，以及制定更精确的农田灌溉策略具有重要意义。