畦灌下土壤入渗参数空间变异性对灌水质量的关键影响

本文主要探讨了"畦灌土壤入渗参数的空间变异性及其对灌水质量的影响"这一主题，由朱艳、缴锡云、王维汉和王树仿等研究人员在河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室以及农业工程学院进行的研究。他们针对传统的棉花畦灌系统，运用Kostiakov入渗模型，研究了土壤入渗系数K和入渗指数α这两个关键参数的空间变异特性。 Kostiakov模型是用于估算土壤水分入渗的常用工具，土壤入渗系数K代表了土壤对水的渗透能力，而入渗指数α则反映了水分入渗的速度。研究发现，这两个参数的空间变异性对灌水质量有着显著影响。在河北吴桥的实地试验中，通过对土壤入渗参数的分析，作者发现当其他灌水技术要素保持一致时，灌水均匀度和灌水效率与K和α的关系呈现出单峰型的二次曲线。这表明，K值的稳定范围较大，而α值的稳定范围相对较小。 在小范围内，K和α的变化会导致灌水质量的波动较为平缓，但如果在大值范围内波动，可能会带来灌水质量的剧烈变化。因此，设计灌水技术方案时，必须充分考虑土壤入渗参数的异质性，以确保灌水效果的稳定性和高效性。 文章引用了多个研究来支持观点，如Latimer对沟灌入渗性能的统计分析，OrDani关于土壤入渗特性空间变异对地表水流影响的研究，以及Schwankl等人关于土壤入渗参数影响灌水量的研究。这些研究强调了土壤入渗参数变异性对灌水质量的显著影响，并指出不同灌溉方式（如沟灌和水平畦灌）中，土壤入渗参数的变异系数可以非常高，例如水平畦灌的变异系数可达53%。 这项研究不仅揭示了畦灌中土壤入渗参数的空间变异规律，还提出了在灌溉管理中考虑这些参数变异性的重要性，这对于优化灌溉策略，提高水资源利用效率，确保农田作物得到均匀有效的水分供应具有实际意义。