作为一种“最经济的灌水法”,地下滴灌(Subsurface Drip Irrigation,以下简称SDI)得到越来越广泛的认可。然而,目前国内外对SDI的理论与应用研究还相当缺乏,使该技术的应用受到了很大的限制。对于任何一种灌水技术,灌水条件下的土壤水分运移规律都是其发展和应用的基础,因此研究地下滴灌土壤水分的运动规律,对提高地下滴灌系统设计精度,指导实际系统运行,具有重要的理论意义和实用价值。本文在系统总结国内外有关地下滴灌研究成果的基础上,对地下滴灌条件下的水分分布规律进行了试验和数值模拟研究。 首先,对地下滴灌灌水过程和灌水停止后的土壤水分运动进行了室外试验。试验中利用土壤水分探测仪器TDR测定土壤水分分布,并连续测量了灌水过程中的土壤水湿润锋的运移、灌水完毕时以及经过24小时的水分再分布后的土壤含水率分布,获得了一系列试验数据,并在此基础上对试验现象及结果进行分析; 其次,论文利用VG模型来描述文中涉及的有关土壤水分运动参数,其中由VG模型本身引进的参数通过实测的土壤水分特征曲线,结合Matlab软件计算得到。这些参数的获得为以下的数值模拟打下基础; 然后,在土壤水动力学及前人的研究基础上,建立了地下滴灌土壤水分运动方程,对所建立模型的有关边界条件进行了探讨,并对轴对称的二维情况进行迦辽金法数值推导;在学习、熟悉HYDRUS-2D软件基础上,运用该软件对地下滴灌条件下土壤水分的运移进行数值模拟计算,并对模拟值与实测值进行了分析对比,结果表明,模拟计算与试验成果基本吻合。 最后,本文利用HYDRUS—2D软件探求改变灌水设计参数时土壤水分运动的分布规律,探讨了不同土壤性质、滴头流量及滴头埋深等对土壤水分运动的影响,从而给出初步相关结论及建议,为地下滴灌灌溉系统的设计与运行提供依据。