降雨入渗测定方法与过程影响因素研究

The rainfall infiltration process is an important part of the filed water circulation. It is of great importance to the studies of full use of rainfall, the soil water holding capacity increasement, soil erosion reduction and the agricultural yield increasement. The linear soure measurement method is applied and modified in this project. Two typical dry farmland sites are chosen as the study area. Lab and field experiments are conduced to measure the soil infiltration process with the newly introduced method and the run in-on-out one. The linear source method is modified according to the experiments. The effects of the sand, silt and clay contents together with the surface slope and rainfall intensity on the infiltration process and the parameters of the infiltration model are studied and analyzed. The rainfall infiltration model is derived to predict the soil infiltration-runoff process. The results provide theoretical foundation to the runoff generation process prediction, the filed water circulation management and related studies.

降雨入渗过程是农田水循环中的重要环节，对充分利用降水，增加土壤持水能力，减少土壤侵蚀，提高作物产量具有重要意义。项目在已提出的线源入流测量方法的基础上进一步对方法进行改进与完善；选取华北地区两个典型旱作农业区，将室内模拟试验与野外观测站试验结合，利用新入渗测量方法及对应的计算模型得到无降雨条件下土壤的入渗性能；以此为基础，研究降雨条件下不同土壤质地、坡度及雨强条件下的土壤入渗过程。对线源入流测量方法进行进一步的改进。对比试验数据分析研究土壤中砂粒、粉粒、粘粒含量、坡度及雨强对田间水分入渗过程的影响机制，并分析其对模型参数的影响规律。在此基础上建立农田降雨入渗模型，为旱作区农田降水转化过程研究提供方法。研究结果为农田地表产流过程、田间水分转化及相应的蓄水保墒措施等相关方面的研究提供理论基础。

入渗是指水分进入土壤的过程，是自然界水循环的重要环节。地表产汇流、灌溉或降雨后土壤水分分布以及化肥、农药等污染物随水分迁移等过程均与土壤入渗密切相关。研究这一过程对于减少地表径流、增加土壤入渗、防止土壤侵蚀等具有非常重要的意义。本项目从入渗测量方法和影响因素两方面开展研究。提出了土壤入渗性能线源入流测量方法中供水装置的改进方案，提高了供水稳定性和精度；同时研发了野外地表湿润面积的识别和处理软件，可以克服野外地表覆盖等干扰因素的影响，较为准确的识别出地表湿润面积，并通过矫正得到实际地表湿润面积。同时研究了地表坡度和土壤中沙粒、粉粒及粘粒对入渗过程的影响作用，结果发现坡度对入渗过程影响不大，土壤粒径中粘粒含量起主导作用，对入渗过程起着决定性的作用；通过对试验数据分析得到了土壤入渗过程模型。项目执行期间发表高水平论文两篇，获得软件著作权两项，出版专著一部，顺利完成了项目的预期研究任务及研究目标。研究结果为农田地表产流过程、田间水分转化及相应的蓄水保墒措施等相关方面的研究提供理论基础。