冬季灌溉的水流特性

在越冬期间,北方地区的农田处于两种状态,一种是种植越冬作物,一种是休闲状态。处于休闲状态的土地,要么秋耕,要么未耕。由于冬季田间无作物或地上作物死亡休眠,灌溉时作物对灌溉水流的阻碍比非冬季小得多,所以灌溉水流在田间快速前进。另一方面,由于土壤冻结,入渗能力降低。在同样的来水量下,地上水流水深增大,水流截面积增大,水力梯度增大,使水流运动速度加快。以上两个因素相互作用的结果是灌溉水在地面的流速加快。此外,随着地气温度的降低,土壤的相变量增加,土壤的入渗能力降低,灌溉水的流速进一步加快。

图7-6显示了冬小麦田不同地温下的灌溉水流过程线。从图7-6可以看出:①随着土壤温度的降低,地表灌溉水流的运动速度增大,说明dx/dt值随着土壤温度的降低而增大。②随着地面温度的降低,推进曲线的曲率由大变小,其推进速度在最低温度时接近于一条直线,说明推进速度接近于一个常数。(3)当畦长不变时,灌溉水流到达畦端,温度大幅度下降的时间。

图7-6越冬期不同地温下灌溉推进曲线

图7-7显示了越冬期不同地温下畦灌的回水过程。从图7-7可以看出:①随着地温的降低,边界末端的退水时间大大增加;最低温度下畦灌结束时的退水时间是不冻灌的近100倍。(2)随着地温的降低,灌水时畦底积水范围增大。

综上所述,越冬期最大灌溉流量的特点是:随着地温的降低,灌溉流量推进速度加快,大量灌溉水冲向下游,大大增加了灌溉地块下游的提水时间。