[发明专利]一种土壤入渗参数和地面糙率的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于灌溉技术领域，具体涉及一种土壤入渗参数和地面糙率的测量方法。

背景技术

土壤入渗参数和地面糙率是进行地面灌溉设计与管理的基本参数，现有灌溉技术中大多采用传统大田漫灌，传统灌溉方式导致农田进水口处土壤过饱和，造成水分的深层渗漏浪费，灌水时间长且灌水不均匀，因此，在大田漫灌下获得的土壤入渗参数和地面糙率实际指导意义不大。而波涌畦灌技术可以有效提高灌水均匀度，减少渗层渗漏，但因其具有不同的灌水周期，降低了湿润部分的田面糙率及土壤入渗率，各个灌水周期亦均会发生了变化，因此，在波涌畦灌下获得不同灌溉周期土壤入渗参数和地面糙率，用于指导田间波涌畦灌灌溉过程更具有实际意义，但如何获取这些参数成为波涌畦灌灌水方案确定的重要内容。就入渗参数而言，现有技术中常采用双环入渗仪进行测定，但由于空间变异性和水流对土壤入渗特征的影响，导致利用双环入渗仪测定工作量大，且会引入样本误差。而近年来国内外学者提出利用大田灌溉水流的推进和消退过程来推求入渗参数，但实际计算过程需要进行田间土壤剖面含水量、灌水水深的测量，这一资料难以正确测定，且由于田间土壤空间变异性，其测量结果不能很好的表征地面的参数。同时人们利用零惯量模型和运动波模型通过数值计算来反推入渗参数和地面糙率，而由这一算法得到地面糙率的工作量大，计算繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供一种土壤入渗参数和地面糙率的测量方法，解决了现有技术中存在的对土壤入渗参数以及地面糙率的测量不准确、测量方法复杂及在大田漫灌状态下测得土壤入渗参数以及地面糙率对实际灌溉过程的指导有偏差的技术问题。

本发明所采用的技术方案是，一种土壤入渗参数和地面糙率的测量方法，具体按照以下步骤实施，

步骤1：布设样点：将实验农田划分成若干块畦块，沿坡度方向呈矩形图形布设，在每块畦块的中间位置设置一个宽度相同的畦口；然后采用坡度计，测得地面坡度J；

步骤2：波涌畦灌 

首先进行第一周期灌溉，分别从每块畦块的畦口处以同样的条件同时灌水，第一次灌溉的时间记为0时刻；

步骤3：采用流量计测量农田畦口处的流量Q，计算单宽流量q；

步骤4：通过测量若干组不同的水流推进时间t_f及相应水流推进时间对应水流推进距离x_f，得到第一灌溉周期的土壤入渗参数A₁和地面糙率n₁；

步骤5：距离第一灌溉周期开始时间若干分钟后进行第二周期的灌溉，通过测量该周期若干组不同的水流推进时间t_f及相应水流推进时间对应水流推进距离x_f求得第二灌溉周期的土壤入渗参数A₂和地面糙率n₂；

步骤6：距离第二灌溉周期开始时间若干分钟后进行第三周期的灌溉，通过测量该周期若干组不同的水流推进时间t_f及相应水流推进时间对应水流推进距离x_f求得第三灌溉周期的土壤入渗参数A₃和地面糙率n₃；

重复波涌畦灌过程，采用同样的计算方法分别求得不同灌溉周期下土壤 入渗参数A_i和地面糙率n_i，直至将畦块完全灌溉。

本发明的特点还在于，

步骤3中计算单宽流量q的方法为： 

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

式中，W为畦口宽度； 

为保证所测流量能够代表该次灌水过程中的实际流量，根据统计分析对样本量的要求，每个畦口的流量Q有效测定次数不低于30次，求得平均流量后再根据式(1)计算单宽流量q。

步骤4中计算第一灌溉周期的土壤入渗参数A₁具体方法如下：

4.1，计算土壤入渗参数A₁：