排灌机械工程学报

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泵理论与技术

分流叶片对离心泵内部非定常流动特性的影响

袁寿其, 叶丽婷, 张金凤, 袁野, 张伟捷

2012, 30(4): 373-378. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.001

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采用Ansys-CFX软件对5个具有不同分流叶片进口直径、不同分流叶片周向偏置度的叶轮方案进行全流场非定常数值模拟,分析了有、无分流叶片以及不同分流叶片设计对叶轮进口、蜗壳出口及叶轮-蜗壳交界面处压力脉动特性的影响规律．结果表明:分流叶片有利于降低叶轮进口压力且提高蜗壳出口压力,从而提高泵的扬程,带分流叶片设计方案的扬程比没有分流叶片设计方案提高2％～12％,但不同分流叶片设计方案的扬程绝对值差异不大;分流叶片有利于减小叶轮进、出口处的压力脉动;有利于减小叶轮-蜗壳交界面处的压力脉动,从而改善叶轮出口的“射流－尾流”结构;不同分流叶片设计对扬程的影响趋势接近,但对非定常流动特性的影响不同,当分流叶片进口直径为106 mm且向长叶片背面偏置5°时,扬程最高,压力脉动最小;带偏置分流叶片设计方案的扬程略高于带不偏置分流叶片设计方案．

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泵理论与技术

超大面积比射流泵性能模拟与试验研究

龙新平, 程洪贵, 杨雪龙, 肖龙洲

2012, 30(4): 379-383. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.002

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根据工程需求并借鉴传统射流泵的设计方法,设计了面积比分别为5740和6005的2种超大面积比射流泵．基于有限体积法,采用Realizable k-ε湍流模型和标准壁面函数法,对这两种面积比的射流泵进行三维数值模拟和结构优化,并得到其优化后的性能拟合方程．模拟结果显示,随着面积比在一定范围内增大,最高效率点右移,最优喉管长度增加．按照优化后的结构参数加工射流泵, 将2种出口直径的喷嘴和3种直径的喉管进行组合得到6种面积比射流泵,然后在4种不同工作压力下进行水槽试验．试验结果表明:超大面积比射流泵内部流动同样存在自模性;现有汽蚀流量比的预测理论高估了超大面积比射流泵的汽蚀性能,因此需要对该预测理论进行修正;试验数据与数值模拟结果符合较好,验证了数值模拟的可靠性以及采用数值模拟进行结构优化的可行性．对超大面积比射流泵的研究,拓宽了射流泵的应用范围．

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泵理论与技术

双叶片离心泵内动静干涉的三维PIV测量

刘厚林, 杨东升, 谈明高, 王凯, 庄宿国

2012, 30(4): 384-389. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.003

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为研究叶轮与蜗壳的动静干涉作用,采用三维PIV对一双叶片离心泵最优工况下叶轮流道内3个截面内的流动进行了测量,每个截面内测量9个叶片位置．结果表明:随着叶片与隔舌距离的不同,叶轮流道内的相对速度场和轴向速度场发生了明显的变化;当叶片在隔舌与蜗壳1断面间时,流道内的流量最小,相对速度场分布最为均匀;在前盖板附近吸力面的流道出口出现了低速区,形成了射流-尾迹结构,并在流道进口发现较强的轴向速度;当叶片随着旋转方向远离隔舌时,流道内的流量逐渐增大,在叶片压力面进口出现了流动分离并产生了旋涡,而流道出口的相对速度变得平稳,同时流道进口的轴向速度减弱;当叶片随着旋转方向靠近隔舌时,叶轮流道内的流量逐渐减小,流道进口的旋涡减弱并消失,流道出口的压力面附近相对速度降低,吸力面附近的相对速度增大,同时流道进口的轴向速度继续减弱．

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泵理论与技术

一种新型共振式气体压电泵

吴越, 杨志刚, 刘勇, 王龙, 谢海峰

2012, 30(4): 390-394. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.004

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针对膜片式压电泵气体驱动能力不足,被输送气体流动受阻时压电振子易发热受损,以及叠堆式共振压电泵造价高昂等问题,提出了一种以圆环状压电双晶片为动力源,通过位移放大机构驱动的新型共振式气体压电泵．对新型共振式气体压电泵的工作原理及其位移放大原理进行了分析,建立了该泵的振动力学模型．分析结果表明,该泵位移放大效果与压电双晶片提供的驱动位移有关,系统放大倍数与弹簧片和压电振子的刚度、系统的黏性阻尼因子及激励频率有关．设计并制作了新型共振式气体压电泵的试验样机,使用阻抗分析及激光测量方法测试了其位移放大效果,并验证了气体输出性能．试验表明,在70 V的正弦交流电压驱动下,该泵通过共振方式可将输出端位移放大至压电振子位移的42倍以上,气体输出流量可达1 685 mL／min. 在气体流动受阻的情况下,该泵连续工作2 000 h无明显温升．

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泵理论与技术

1 000 MW级核主泵压水室出口压力脉动

朱荣生, 李小龙, 袁寿其, 郑宝义, 付强

2012, 30(4): 395-400. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.005

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为了研究压力脉动在核主泵压水室出口处的变化规律及其影响因素,以国内某1 000 MW核电站主泵为研究对象,应用计算流体动力学软件Fluent进行定常与非定常三维数值模拟,得到压水室内部流场特性及计算点的压力脉动情况,并对其进行时域和频域分析．结果表明:回流是引起压水室与出口交接处压力脉动的原因之一;在不同工况下压水室出口及其前后区域内存在明显的压力脉动,偏离额定工况越大,压力脉动波动幅度越大;压水室出口及其前后区域内,上侧的脉动幅度比下侧小,上侧的平均脉动幅度CA在09Q时为1115％,在10Q时为962％,在12Q时为1378％,下侧的平均脉动幅度,在09Q时为1362％,在1.0Q时为1253％,在12Q时为1579％;靠近导叶出口处,泵壳两侧处的脉动幅度要大于靠近出口轴线附近的脉动幅度,远离导叶出口处,泵壳内的脉动幅度从上侧到下侧,逐渐递增;在额定工况时转频是各监测点压力脉动的主要影响因素,在小流量和大流量时转频和叶频是各监测点压力脉动的主要影响因素．

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泵理论与技术

轴流泵装置模型断电飞逸过程三维湍流数值模拟

周大庆, 钟淋涓, 郑源, 茅媛婷

2012, 30(4): 401-406. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.006

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针对轴流泵装置模型断电飞逸过程特点，对应叶轮区所采用的冻结叶轮的变速旋转坐标系方法与基于任意拉格朗日-欧拉方法(ALE)的变速滑移网格法，构建基于三维非定常RANS方程与Spalart-Allmaras湍流模型的数值模拟方法，采用有限体积法对控制方程组进行离散，时间项采用一阶向后差分隐式格式，方程组中扩散项采用二阶中心差分格式，对流项采用二阶迎风格式，应用SIMPLEC方法进行速度压力耦合求解，采用初始工况的定常计算结果作为非定常计算的初始流场．经过轴流泵装置模型断电飞逸过程的数值模拟，获得了机组到达最大转速时所需时间为2035 s，以及两种数值方法所得最大飞逸转速分别为1 610，1 989 r／min，装置模型稳态飞逸试验转速1 720 r／min，介于两者之间，同时揭示了机组转速、流量、转矩与测点压力等参数随时间变化规律与装置模型流道子午截面流速场、叶轮叶片压力场的瞬变过程，从而为机组结构优化设计和运行管理提供科学的参考依据．

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泵理论与技术

高剪切匀浆泵两相流动的数值模拟

叶晓琰, 田莹莹, 丁亚娜, 沈良滨, 朱利凯

2012, 30(4): 407-411. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.007

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为了研究高剪切匀浆泵对物料的剪切混合效果,掌握剪切泵内流场的宏观规律和速度特性,应用三维造型软件Pro／E建立高剪切匀浆泵的水力模型,采用计算流体动力学的数值计算方法,基于Mixture混合模型,扩展的标准k-ε湍流方程及SIMPLEC算法对高剪切匀浆泵进行固液两相流的数值模拟．为了减小网格数量对计算结果的影响,对高剪切匀浆泵进行了网格的无关性检验．对不同流量和转速工况下的高剪切匀浆泵进行了数值模拟及横向比较,分析了流量和转速对剪切泵内流场的影响规律．分析结果表明:物料在经过剪切外腔后混合均匀程度显著提高,说明该剪切泵能对物料起到较好的混合均匀作用;随着流量的增大,固液两相混合均匀化速率变慢;随着转速的增大,两相混合均匀程度及速率变快,但改变转速只对转轮部分有影响,对进口区域的固相体积分数影响不大．

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泵理论与技术

泵用压电振子与泵腔体积变化的测试研究

程光明，冯丽娜，曾平，温建明，阚君武

2012, 30(4): 412-416. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.008

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为了准确获得压电泵泵腔体积的变化量，针对影响泵腔体积变化的关键因素——压电振子的变形特性进行分析，并采取非接触的测量方式对基板直径为65 mm，陶瓷直径为60 mm的圆形压电振子进行变形测试.在测试中对该压电振子的中心点在不同电压信号驱动下振幅随频率、驱动电压的变化规律以及压电振子径向各点在正弦电压信号驱动下振幅随半径的变化规律进行了研究.根据压电振子径向各点振幅的变化规律利用Matlab软件进行二次函数曲线拟合计算，得到压电振子的径向切面变形拟合曲线，根据拟合曲线，建立了压电泵泵腔体积变化量的理论计算方法.结果表明：压电振子中心点振幅随频率的增大而逐渐减小，随驱动电压的增大而增大；径向各点振幅随各点半径的增大而减小；拟合计算结果与实测数据基本吻合，最大相对误差仅为6.96%；利用压电泵泵腔体积变化量的理论计算方法，计算得到利用该圆形压电单晶片振子制作的压电泵在100 V，30 Hz正弦电压信号的作用下，泵腔每次振动产生的体积变化量约为34.009 mm3，理论上最大输出流量为61.216 mL/min.

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泵理论与技术

离心泵叶轮的参数化设计

张人会, 郑凯, 杨军虎, 李仁年

2012, 30(4): 417-421. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.009

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对离心泵叶轮优化设计存在的问题进行了详细的阐述,离心泵叶轮优化设计的主要困难在于复杂的内流道形状及其与泵水力性能间复杂的隐式关系,对基于NURBS的曲面设计方法、基于自由曲面变形方法及偏微分方程方法3种离心泵叶轮参数化设计方法的研究进行了详细的介绍．为了减少计算量,采用偏微分方程方法对离心泵叶片几何形状进行参数化控制,参数化控制偏微分方程的边界条件,假定方程中的控制参数a(u,v)为常量1,采用响应面方法对泵叶轮进行优化设计,根据试验及模拟结果进行二阶多项式响应面回归,分析发现二阶多项式响应关系不能反映离心泵叶轮设计目标与控制变量间的复杂的非线性关系．为此,在此基础上提出采用偏微分方程构建设计目标的偏微分超曲面响应,数值求解多维空间上偏微分方程的边值问题,进行优化分析得到最优设计．优化设计实例计算结果表明提出的理论及方法是合理的．

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泵理论与技术

脉冲液-气射流泵能量平衡

张晋华, 高传昌, 闫勇, 王小卉

2012, 30(4): 422-427. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.010

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应用能量平衡分析方法,得到脉冲液-气射流泵内能量损失的压力比表达式,分析其传能及传质的机理和主要影响因素,研究了主要流动部件的能量损失变化对脉冲液-气射流泵性能的影响,并进行了相应的试验研究和数值研究．研究可知最优面积比的液-气射流泵应是在较大的流量比区间具有较好的压力比,通过5个面积比的试验得到最优面积比为4.34．研究结果表明:主要流动部件的能量损失的理论分析与试验结果基本一致;计算了主要流动部件的能量损失压力比,分析其与面积比和流量比的关系;脉冲射流频率、射流泵的面积比、流量比和射流泵喉管长度是影响射流泵能量平衡和液-气射流泵能量特性的主要因素．通过各面积比下,脉冲与恒定液-气射流泵能量损失压力比、性能、效率的试验数据进行对比研究,验证了脉冲射流是提高液-气射流泵效率的有效途径．

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水利水电工程

复杂管系水轮机调节系统非线性建模与分析

把多铎, 袁璞, 陈帝伊, 丁聪

2012, 30(4): 428-435. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.011

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为了深入揭示水轮机调节系统的非线性本质,研究了非线性水轮机调节系统的建模及动力学问题．在引水系统为复杂管道情况下,考虑水轮机调节系统中传递系数随运行工况变化而呈现的非线性,引入水轮机非线性传递系数,建立了复杂引水管系时的水轮机调节系统非线性数学模型．使用直接代数判据进行理论分析,得到了系统Hopf分支临界点组成的曲线．理论分析表明:水轮机调节系统响应在曲线的一侧区域内是稳定的,在另一侧是不稳定的．通过数值模拟,分析了Hopf分叉点两侧水轮机调节系统稳定性的变化情况,验证了理论分析结果的正确性,得到了使水轮机调节系统处在稳定区域内的调速器PID参数的范围．通过分岔图、Poincare映射图、功率谱图、时域图、相轨迹图、频谱图等,综合分析了随水轮机调节系统参数变化时,系统非线性动力学行为特性．该分析方法与结果,可为水电站系统的安全稳定运行提供理论依据．

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水利水电工程

灯泡贯流泵装置内部流动及水力特性

成立, 刘超, B.P.M.van Esch, 汤方平, 金燕, 周济人

2012, 30(4): 436-441. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.012

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为了深入研究灯泡贯流泵装置内部流动与水力特性之间的联系，采用数值计算、性能试验与PIV流场测试方法，获得了灯泡贯流泵装置在大流量、小流量和最优工况下的流动和水力特性.采用RNG紊流模型和SIMPLEC算法，基于多旋转坐标系模型，计算了灯泡贯流泵内部定常流动.分析了泵装置内部流动，指出小流量工况下泵叶轮的进口有较大范围的旋涡区，出水灯泡体内流态较为紊乱；而在最优工况及大流量工况下，泵装置内未见明显回流区.研究表明，灯泡贯流泵进水流道水力损失符合传统管道内局部水力损失规律，而出水流道的水力损失表现为与泵装置运行工况相关的规律，最优工况点附近损失最小，小流量和大流量工况点水力损失均较大.计算结果与二维PIV流动测试结果均表明在小流量下进口近泵壳侧有明显的回流区，而在叶轮出口靠近轮毂处有大面积的脱流.因此，灯泡贯流泵装置优化水力设计应当重视小流量工况下叶轮和导叶处的流动特性.

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水利水电工程

考虑配置的多源注水系统泵站运行方案优化

杨建军, 战红, 丁玉成

2012, 30(4): 442-446. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.013

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为了实现对多源注水系统中各站内运行注水泵的型号、数量及运行参数同时进行优化，以系统输入功率最小为优化目标，考虑水量平衡、泵流量、泵正常运行压力、泵型号等约束，建立了考虑泵配置的泵站运行方案优化数学模型.针对优化问题的特点，设计了双重编码改进遗传算法对模型进行求解.在双重编码中，第1行采用实数编码表示泵的流量，第2行采用整数编码表示泵所属注水站编号，实现了对优化变量的准确描述，并指出了解的编码为变长度编码.设计了根据流量确定泵型号的方法，泵的其他运行参数根据选择的泵型号确定.在改进遗传算法操作过程中，设计了初始解的产生方法及与问题相适应的多种交叉和变异方法，使部分约束条件得到了满足，减少了不可行解的数量.利用本算法对某深度注水系统进行了优化设计，优化后系统输入功率比现状降低了2.42%，表明在多源注水系统中对泵的配置及运行参数进行同时优化节能效果明显.

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流体工程

温度体动网格方法的旋转变形能力

陈炎, 张勤昭, 曹树良

2012, 30(4): 447-451. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.014

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动网格方法的旋转变形能力取决于动网格模型对旋转变形的传递方式．以运动边界分别占计算域外边界5％与20％的旋转圆柱为例,将温度体动网格方法、弹簧法和弹性体法对旋转变形的传递方式进行比较,探讨影响动网格方法旋转变形能力的根本原因．采用温度体动网格方法和弹簧法(包括传统弹簧法和改进弹簧法)分别生成翼型不同旋转角度下的动网格,对生成的动网格质量进行比较,进而对不同动网格方法的旋转变形能力进行分析．结果表明:温度体动网格方法与弹簧法和弹性体法对旋转变形的传递方式不同,它通过引入旋转映射,使运动边界的旋转信息正确有效地传递到整个计算域;温度体动网格方法单步生成翼型90°大角度旋转的动网格质量比传统弹簧法和改进弹簧法多步生成翼型小角度旋转运动的网格质量好,具有更优的旋转变形能力．

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流体工程

激光表面跨尺度织构化机械密封摩擦性能

纪敬虎, 符永宏, 王祖权, 华希俊, 符昊

2012, 30(4): 452-456. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.015

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采用声光调Q的半导体泵浦Nd: YAG激光器, 利用“单脉冲同点间隔多次”激光加工工艺在碳化硅机械密封环端面进行跨尺度织构化处理,制备微凹坑织构和宏观上游泵送槽织构,用表面形貌三维测量仪测量激光加工后的试样. 在机械密封计算机辅助试验台上,进行了激光表面跨尺度织构机械密封与无织构机械密封的摩擦性能对比试验,研究了跨尺度表面织构在不同的密封介质压力和转速等工况下对机械密封摩擦转矩的影响. 结果表明:激光表面织构化技术能在密封环表面进行微凹坑型及微凹槽型织构的跨尺度加工. 在试验的工况参数范围内, 无论是在低压低速,还是在高压高速工况下,激光表面跨尺度织构均可以显著地改善机械密封的摩擦性能. 与无织构机械密封相比,激光表面跨尺度织构机械密封的摩擦转矩最大可减小65％,并且运转相对较为稳定,受密封介质压力和转速的影响相对较小,这是由于所制备的跨尺度表面织构起到了改善密封端面间润滑状况的作用.

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流体工程

干气密封螺旋槽内润滑气膜的热力过程

韩明君, 李有堂, 苏虹, 丁雪兴, 俞树荣

2012, 30(4): 457-462. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.016

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基于滑移边界条件下的雷诺方程,不考虑密封环的变形,通过PH线性化方法、迭代法求解获得了气膜压力函数式．根据气膜微尺度流体流动过程中的熵变方程,得到了螺旋槽内气膜温度场分布．考虑微槽道内气流在不同阶段的熵变过程,分析了气膜温度场在不同多变指数下的分布规律,进而在不同多变指数下计算出密封环的热弹变形量及气膜厚度近似表达式,利用广义雷诺方程求解热弹变形下的气膜压力分布．在不同多变指数下对泄漏量进行计算并与无变形时的理论泄漏量进行比对．结果表明:随着气体从外径流入内径,槽内温度先升高后降低,密封环的变形量先增大后减小,泄漏量随变形量增大而变大,从而对密封性能产生影响．试验验证了泄漏量在采用不同多变指数时更接近于实际工况．这为螺旋槽干气密封的优化设计奠定了理论基础．

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流体工程

在线射流混药浓度控制系统

陈志刚, 朱树礼, 邱白晶

2012, 30(4): 463-468. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.017

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为了解决在线射流混药存在的混药比可调范围窄、控制精度低的问题,实现射流混药的精确、智能控制,以LabVIEW为开发环境,设计上位机人机交互界面，以TI公司控制芯片TMS320F2812为核心设计下位机系统,上位机与下位机之间通过串口通信实现数据的共享.上位机可实现数据的输入与数据的显示及存储,下位机负责射流混药器水流量与药流量的独立控制,通过电动机转速与水流量的标定试验拟合得两者函数关系,通过电控阀控制电压与药流量的标定试验拟合得两者函数关系．基于此控制系统,研究了在不同混药比状况下射流混药器进水量及进药量的控制精度．通过水流量控制跟踪性能、药液吸入量随水流量变化、药原液控制跟踪性能等试验表明,水流量控制相对误差在2％以内,药流量控制相对误差在3％以内;设置混药控制系统,可获得适合实用的混药比值,显著(数十倍)增加混药比调节宽度．

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流体工程

荷电电压、介质物性对静电雾化特征的影响

王军锋, 王泽, 霍元平, 毛文龙, 张娟娟

2012, 30(4): 469-472. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.018

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在毛细管-环状感应电极下，对多种介质在高压静电场中的静电雾化特性进行了试验研究.利用微量注射泵（ATI Orion M361）控制每次试验雾化溶液的流量，用高压发生器及电压读数仪（Q3V型）准确控制所加的荷电电压，在不同电压下，研究了介质物性（电导率、黏度、表面张力）对液滴荷质比产生的影响，并深入分析了荷电电压、介质的物性参数对液滴荷质比的影响规律.结果表明：微流量情况下，在达到瑞利极限之前，不同液滴的荷质比在一定电压范围内随电压的升高而增大，并近似呈线性增长关系.介质的电导率是影响液滴荷质比的重要因素，电导率越大，荷质比随荷电电压增大得越快，但5%NaCl溶液与水的电导率相差近200倍，测得的荷质比却相差很小，说明当介质的电导率较小时，荷电电压对液滴荷质比起主导作用.介质的黏度对液滴的荷电能力有明显的抑制作用，而表面张力与液滴荷质比呈正比关系.

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流体工程

变雨强人工模拟降雨自动控制系统设计与试验

周奇, 岑国平, 张亮, 陈太红

2012, 30(4): 473-478. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.019

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针对变雨强降雨的室内人工模拟,通过分析降雨执行器件性能参数,建立了模拟雨强和流量频率、流量频率和执行器调节电压之间的线性关系,设计了基于供水流量调节的人工降雨控制系统．通过分析信号采集设备性能参数和电动执行器的电压机械灵敏度,提出基于LabVIWE语言的变时间步长自动控制算法,用于人工降雨系统中模拟降雨雨强的渐变控制．电动执行器的电压机械灵敏度为02 mm／V;供水流量频率的最小控制精度为7 Hz;雨强的最小控制精度为0053 mm／min．试验结果显示,设计雨强和模拟雨强的相对误差在4％以下;降雨的重现性、稳定性在098以上;降雨空间分布的均匀性在097以上;渐变降雨的线性相关系数在75％以上．

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农业水土工程

翻耕法对土壤斥水性改良效果

陈俊英, 吴普特, 张智韬, 向友珍, 李援农

2012, 30(4): 479-484. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.020

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为了消除土壤斥水性对农业生产的不利影响，对以色列具有强斥水性的2种土壤（黏性土、砂质土）、4种不同深度的翻耕处理（0~2.5, 0~10,0~20,0~30 cm）和种植与否（种植、不种植）共进行16个处理，研究翻耕法对土壤斥水性的改良效果.对于种植的处理，每隔4个月重新进行翻耕处理一次，对于不种植的处理，在试验过程中不再进行翻耕处理，以1年时间为试验期，在每个阶段开始和结束时测定土壤斥水持续时间，最后对各试验在不同阶段土壤斥水持续时间进行比较分析.结果表明：对斥水性土壤进行翻耕处理的物理方法可以暂时消除土壤的斥水性，但斥水性又会在灌溉一段时间后重新出现，经过多次翻耕可有效地消除土壤的斥水性，消除效果随翻耕次数、时长和翻耕深度呈显著的正相关关系.翻耕法对黏性土壤的改良效果明显好于砂质土壤.研究结果可为物理方法进行土壤改良提供理论依据.

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农业水土工程

不同质地和夹层位置对层状土入渗规律的影响

李毅, 任鑫, Horton Robert

2012, 30(4): 485-490. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.021

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为了对比夹层位置和土壤质地变化对层状土入渗特征的影响，选用2种土壤、设置3个夹层位置进行了积水入渗试验.结果表明：在夹层位置为距土表5~10，10~15和20~25 cm这3种情况下，湿润锋到达土层界面的时间和相应的累积入渗量随夹层位置和夹层土壤质地的差异而有所不同.夹层的层位越靠上，湿润锋到达夹层分界线所需要的时间越短，相应的累积入渗量越小.距土表10~15 cm的夹层位置减渗效果最好；夹砂层位置越深，其对入渗率的改变程度越明显，入渗率曲线整体抬高.累积入渗量及湿润锋在水分进入夹层界面前随时间延长而非线性递增，而在水分进入层界面之后趋于线性变化，两者之间具有概化的线性关系，且其线性关系随夹层位置的变化而不同.层状土的土壤含水率分布具有不连续性，同时还受夹层土壤质地的影响.总体上，夹层位置变化对不同质地层状土的入渗有明显影响.

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农业水土工程

初始含水率对涌泉根灌土壤渗透特征的影响

牛文全, 樊晓康, Zhou Xiaobo, 陈俊英

2012, 30(4): 491-496. https://doi.org/10.3969/j.issn.1674-8530.2012.04.022

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为探索初始土壤含水率对涌泉根灌过程中湿润锋运移和土壤水分分布的影响,合理确定灌水技术参数,配置了5种不同初始土壤含水率,采用室内土箱模拟试验方法,研究了土壤初始含水率对涌泉根灌均质土壤水分扩散的影响．结果表明:涌泉根灌条件下,初始含水率对湿润体形状的影响不大,对其大小有明显影响;土壤表面湿润时间与初始含水率呈递减关系,土壤表面湿润半径、湿润体水平与垂直距离的增长速度均随着土壤初始含水率的增大而增大;土壤初始含水率越大湿润体内水分分布越均匀;试验拟合的根据土壤初始含水率计算地表湿润半径、最大湿润体水平半径与垂直深度的经验公式,计算值和实测值之间误差较小,整体误差分别为063％,04％,083％和059％,012％,073％,可用经验公式推算涌泉根灌土壤水分渗透参数,作为涌泉根灌系统设计依据．

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