4.4 点源及其交汇条件下的土壤试验
点源及其交汇入渗是田间滴灌入渗过程的表现形式，本研究的目的是探究点源及其交汇入渗条件下土壤水分运动及含水量分布特征，以此为田间滴灌的系统布置提供参考。本章分为两部分：①室内点源及其交汇入渗条件下碎石含量对土石混合介质水分运动特性及含水量分布剖面的影响；②田间点源及其交汇入渗条件下滴头流量、灌水量、滴头间距对土壤水分运动特性及含水量分布剖面的影响。
4.4.1 点源及其交汇条件下土石混合介质入渗特性
1.碎石含量对点源入渗特性的影响
（1）碎石含量对积水半径的影响。点源入渗试验过程中，在各个碎石含量下，均观察到了积水半径的出现，说明滴头流量（供水强度）大于土壤入渗能力。图4-26显示了不同含石量下积水半径随时间的变化过程，由图可知，试验开始时，积水半径迅速扩大，一段时间后，积水半径趋于稳定，碎石含量不同达到稳定的时间也不同，细土、10%、30%、50%含石量下积水半径达到稳定的时间分别在试验开始后207min、177min、137min、87min。说明含石量越大，积水半径达到稳定所需的时间越短。在供水强度相同的情况下，相同时刻碎石含量越高，积水半径越大。试验结束时，细土、10%、30%、50%含石量下的积水半径分别为11.0cm、12.8cm、13.8cm、17.0cm。
图4-26 不同含石量下积水半径随时间的变化过程
图4-27 不同含石量下水平湿润距离随时间的变化过程
（2）碎石含量对水平湿润距离的影响。为描述碎石含量对水平湿润距离的影响，将不同含石量下水平湿润距离随时间的变化过程汇于图4-27中，从图中可以看出，试验开始后1h内，水平湿润距离迅速扩大，1h后，推进过程较为缓慢。相同时刻，水平湿润距离随着含石量的增加而增加，试验结束时，细土、10%、30%、50%含石量下的最大水平湿润距离分别为34.4cm、37.2cm、39.4cm、41.6cm。含石量从0增加到10%，最大水平湿润距离增加2.8cm，含石量从10%到30%、30%到50%时，最大水平湿润距离均增加2.2cm，说明含石量在0～10%时，碎石存在对最大水平湿润距离影响最为明显。
对水平湿润距离与时间之间关系进行拟合，发现二者之间呈良好的幂函数关系，拟合参数见表4-23，从表中可以看出，土石混合介质的α大于细土，随着含石量的增加，α呈增加趋势，含石量从0增加到10%，α值增加了1.5986，含石量从10%增加到30%，α值增加了0.3014，含石量从30%增加到50%，α值增加了0.5222，可见，含石量为0～10%时，α值的增加幅度最大，该范围内碎石对α值影响最为明显。此外，土石混合介质的β值小于细土，含石量从0增加到10%，β下降了0.0332，含石量从10%增加到50%，β变化不大，说明含石量在0～10%时，碎石对β值影响最为明显。
表4-23 不同含石量下水平湿润距离与时间的关系
注：y为水平湿润距离，cm；t为时间，min。
图4-28 不同含石量下垂直湿润距离随时间的变化过程
（3）碎石含量对垂直湿润距离的影响。垂直湿润距离随时间的变化过程汇于图4-
28中，其推进过程仍是先快后慢，含石量对其的影响不如对水平湿润距离的影响明显，但仍有细微差别，相同时刻，含石量越大，垂直湿润距离也越大，试验结束时，细土、10%、30%、50%含石量下的最大垂直湿润距离分别为36.1cm、39.0cm、40.3cm、41.9cm。含石量从0增加到10%，最大垂直湿润距离增加2.9cm，含石量从10%到30%，最大垂直湿润距离增加1.3cm，含石量从30%到50%，最大垂直湿润距离增加1.6cm，说明含石量在0～10%时，碎石对最大垂直湿润距离影响最为明显。
对垂直湿润距离与时间之间关系进行拟合，发现二者之间呈良好的幂函数关系，拟合参数见表4-24。从表中可以看出，土石混合介质的α值大于细土，随着碎石含量的增加，α值呈增加趋势，含石量从0增加到10%，α增加0.7580，含石量从10%增加到30%，α值增加0.1772，含石量从30%增加到50%，α增加0.3624。土石混合介质的β值均小于细土，含石量从0增加到10%，β值减小0.0544，含石量为10%～30%、30%～50%时，β的变化幅度较为接近，均远远小于0～10%含石量时的变化幅度。由上可知，仍然是0～10%含石量范围内碎石对α和β影响最为明显。
表4-24 不同含石量下垂直湿润距离与时间的关系
注：y为垂直湿润距离，cm；t为时间，min。
将最大水平湿润距离和最大垂直湿润距离的比值（湿润体形状系数）与含石量之间进行拟合，发现二者呈良好的线性关系。经检验，碎石含量对湿润体形状系数存在显著影响（显著水平0.05）。其拟合公式为
式中 y——湿润体形状系数；
x——含石量，%。
（4）碎石含量对点源湿润体体积的影响。从最大水平湿润距离Xf和最大垂直湿润距离Zf来看，后者略大于前者，点源湿润体近似为球形，只是在垂向0～15cm处略有凸出，如图4-29所示。用球形体积公式计算各含石量下湿润体的体积，含石量0、10%、30%、50%下湿润体体积分别为22885cm3、28958cm3、33134cm3、38103cm3。含石量从0增加到10%，从10%增加到30%，从30%增加到50%，湿润体体积分别增加了6073cm3、4176cm3、4969cm3，从0到10%含石量，湿润体体积增加幅度大于10%～50%含石量，说明0～10%含石量对湿润体体积影响最为明显。
图4-29 不同含石量下点源湿润体形状
（5）碎石含量对湿润体含水量剖面的影响。为说明碎石含量对点源湿润体土壤含水量剖面的影响，现将不同含石量下湿润体的土壤含水量剖面汇于图4-30中，图中坐标原点为滴头所在位置。从图中可以看出，滴头下方的湿润深度最大，水平湿润锋处的湿润深度最小，湿润深度由滴头下方向水平湿润锋处递减。在同一深度，滴头下方的土壤含水量最大，湿润锋处的土壤含水量最小，土壤含水量由滴头下方向湿润锋处递减。在垂线方向上，表层土壤含水量最大，并且随深度的增加而减小。
含石量对点源湿润体土壤含水量剖面有明显影响，含石量越大，相同位置的土壤含水量越小。这是因为含石量越大，点源湿润体越大，相同的水量分布到更大的空间内，使湿润体内各个点的土壤含水量越小。为说明含石量对土壤含水量的具体影响，现将各组试验湿润体的重合区域（水平方向0～30cm，垂直方向0～30cm的空间范围）作为比较区域，分别计算各含石量下比较区域内的平均土壤含水量，结果显示，含石量0、10%、30%、50%下比较区域内的平均质量含水量分别为0.2192、0.2120、0.2070、0.2025。含石量从0增加到10%，从10%增加到30%，从30%增加到50%，比较区域的土壤平均含水量分别减小了0.0072、0.0050、0.0045，0～10%含石量下土壤含水量的减小幅度大于10%～50%含石量，说明0～10%含石量对湿润体含水量分布影响最为明显。
将比较区域内的土壤含水量与含石量之间进行拟合，发现二者之间呈线性关系。经检验，碎石含量对比较区域内的含水量存在显著影响（显著水平0.05）。具体的拟合公式为
式中 θ——比较区域内平均土壤含水量；
x——含石量，%。
图4-30 不同含石量下点源湿润体含水量剖面
2.碎石含量对交汇入渗特性的影响
（1）碎石含量对水平交汇距离的影响。交汇入渗试验时，湿润锋交汇之前，其湿润锋推进情况同点源入渗，交汇后，在滴头连线的中垂线方向上产生一条交汇锋，图4-31显示了交汇后水平交汇距离随时间的变化过程，水平交汇距离的变化趋势仍是先快后慢。含石量越大，出现交汇的时间越早，细土、10%、30%、50%含石量下水平湿润锋发生交汇的时间分别为242min、221min、194min、59min，试验结束时，最大水平交汇距离分别为23.0cm、25.0cm、27.0cm、30.0cm。
图4-31 不同含石量下水平交汇距离随时间的变化过程
图4-32 不同含石量下垂直交汇距离随时间的变化过程
（2）碎石含量对垂直交汇距离的影响。图4-32是交汇后垂直交汇距离随时间的变化过程，含石量越大，出现交汇的时间越早，细土、10%、30%、50%含石量下垂直湿润锋发生交汇的时间分别为242min、213min、182min、59min，试验结束时，最大垂直交汇距离分别为24.3cm、27.2cm、31.0cm、40.0cm。
将最大水平交汇距离和最大垂直交汇距离的比值与含石量进行拟合，发现二者之间呈线性关系。经检验，碎石含量对该比值存在显著影响（显著水平0.05）。具体的拟合公式为
式中 y——最大水平交汇距离和最大垂直交汇距离的比值；
x——含石量，%。
（3）碎石含量对垂直交汇面湿润体形状的影响。图4-33显示了不同含石量下垂直交汇面上的湿润体形状，图中，水平距离的-30cm和30cm分别为两个滴头所在位置。由图可知，在垂直交汇面上，含石量越大，湿润体也越大。对于细土、10%含石量、30%含石量，滴头下方的最大湿润距离大于垂直交汇锋处的最大湿润距离，湿润体底部较为弯曲，而50%含石量下，垂直交汇锋处的最大湿润距离接近于滴头下方的最大湿润距离，湿润体底部接近于一条直线，这是因为50%含石量下水平湿润距离和垂直湿润距离均较其他三种含量的大，故该含石量下的交汇程度也大。
图4-33 不同含石量下垂直交汇面湿润体形状
（4）碎石含量对滴头连线含水量剖面的影响。图4-34显示了各个含石量下滴头连线方向上的土壤含水量剖面，图中坐标原点表示滴头所在位置，横坐标30cm处表示滴头连线的中点，从图中可以看出，仍然是滴头下方的垂直湿润距离最大，交汇锋处的垂直湿润距离最短，湿润深度由滴头下方向交汇锋处递减。同一深度，滴头下方的土壤含水量最大，交汇锋处的土壤含水量最小，土壤含水量由滴头下方向交汇锋处递减。在垂线方向上，表层土壤含水量最大，土壤含水量由表层向湿润锋处递减。含石量对滴头连线含水量剖面的影响表现为含石量越大，相同位置的土壤含水量越小。将水平方向0～30cm，垂直方向0～30cm的空间范围作为比较区域，经计算，0、10%、30%、50%含石量下比较区域内的平均质量含水量分别为0.2234、0.2111、0.2054、0.2002。含石量从0增加到10%，从10%增加到30%，从30%增加到50%，比较区域的土壤平均含水量分别减小了0.0123、0.0057、0.0052，从0到10%含石量，土壤含水量的减小幅度大于10%～50%含石量，说明0～10%含石量对滴头连线上的含水量影响最为明显。
图4-34 不同含石量下滴头连线上含水量剖面
将滴头连线上含水量与含石量之间进行拟合，发现两者之间呈线性关系，即
式中 θ——比较区域内平均土壤含水量；
x——含石量，%。
（5）碎石含量对零通量面上含水量剖面的影响。零通量面即滴头连线中垂线所在的面，因水分通量为零而称之为零通面。零通量面上含水量剖面点汇于图4-35中，图中坐标原点表示滴头连线的中点。从图中可以看出，滴头连线中点下方的垂直湿润距离最大，湿润深度从中点下方向湿润锋处递减。同一深度，中点下方的土壤含水量最大，湿润锋处的土壤含水量最小。在垂线方向上，表层土壤含水量最大，湿润锋处土壤含水量最小。含石量对滴头连线中垂线上含水量剖面的影响表现为含石量越大，相同位置的土壤含水量越小。
含石量对滴头连线含水量剖面的影响表现为含石量越大，相同位置的土壤含水量越小。将水平方向0～20cm，垂直方向0～20cm的空间范围作为比较区域，经计算，0、10%、30%、50%含石量下比较区域内的平均质量含水量分别为0.1817、0.1760、0.1726、0.1685。含石量从0增加到10%，从10%增加到30%，从30%增加到50%，比较区域的土壤平均含水量分别减小了0.0057、0.0034、0.0041，三个范围内土壤含水量的减小幅度较为接近。
将零通面上比较区域内的含水量与含石量关系进行拟合，发现两者之间呈线性关系，如式（4-52）所示。经检验，含石量对该区域内的含水量存在显著影响（显著水平为0.05），即
式中 θ——零通面上比较区域内平均土壤含水量；
x——含石量，%。
4.4.2 田间点源及其交汇入渗特性
1.滴头流量对点源入渗特性的影响
（1）滴头流量对积水半径的影响。图4-36显示了灌水量为30L，不同滴头流量下积水半径随时间的变化过程。从图中可以看出，三种滴头流量均以滴头为中心产生积水，说明三种滴头流量的供水强度均大于土壤入渗能力。三种滴头流量下，积水半径均在波动中有所增长，之所以会发生波动，是由垂直入渗速度、垂直入渗面积、地表积水直径三者相互关系的变化所致，滴头流量较大时，地表积水区直径波动剧烈，滴头流量较小时，地表积水区扩展较平稳。随着滴头流量的增大，积水半径也逐渐增大，在同一时刻，3.6L/h滴头流量的积水半径最大，2.7L/h次之，1.5L/h最小。试验结束时，1.5L/h、2.7L/h、3.6L/h滴头流量下的积水半径分别为4cm、7.9cm、11.1cm。
图4-35 不同含石量下零通面上含水量剖面
图4-36 不同滴头流量下积水半径变化过程（水量30L）
（2）滴头流量对水平湿润半径的影响。试验过程中，观察到表层湿润锋是以滴头为中心的圆。相同水量、不同滴头流量下湿润半径变化过程汇于图4-37中。从图中可以看出，三种滴头流量下，试验初期湿润半径快速增加，随着时间的推移，增长幅度逐渐减小并逐渐趋于平缓。相同水量下，滴头流量越大，同一时刻的湿润半径也越大，这是因为滴头流量越大，地表积水半径也越大，地表水平方向水势梯度越大，则湿润半径前进速度越快。水量15L时，最大水平湿润半径分别为27cm、32.3cm、36.8cm，滴头流量从1.5L/h增加到2.7L/h，最大水平湿润半径增加了5.3cm，滴头流量从2.7L/h增加到3.6L/h，最大湿润半径增加了4.5cm；水量20L时，最大水平湿润半径分别为29.8cm、36.2cm、39.8cm，分别增加6.4cm和3.6cm；水量30L时，最大水平湿润半径分别为33.8cm、40.8cm、45.8cm，分别增加7cm和5cm。将最大水平湿润距离与滴头流量拟合，结果显示二者呈正相关关系。经检验，水量为15L和20L时，滴头流量对最大水平湿润距离影响显著，水量为30L时，滴头流量对最大水平湿润距离影响非常显著，拟合参数见表4-25。
图4-37 不同滴头流量湿润半径变化过程
表4-25 最大水平湿润距离与滴头流量的关系
注：y为最大水平湿润距离，cm；q为滴头流量，L/h。
（3）滴头流量对湿润体形状的影响。图4-38显示了相同水量、不同滴头流量下的湿润体形状。各组试验中，垂直入渗深度均大于水平湿润距离，在地表至地表以下20cm左右，湿润体有所收缩，即水平方向上最大湿润距离出现于地表以下20cm左右。滴头流量为3.6L/h 时，湿润体收缩比1.5L/h和2.7L/h滴头流量下的明显，其湿润体边界在垂向上变幅较大。湿润体最大水平湿润距离在上一部分已有介绍，这里不再详述。水量15L时，1.5L/h、2.7L/h、3.6L/h滴头流量下的垂直湿润距离分别为73cm、65cm、55cm；水量20L时，垂直湿润距离分别为77cm、70cm、61cm；水量30L时，垂直湿润距离分别为80cm、73cm、68cm。由上可知，相同水量下，随着滴头流量的增大，水平湿润距离增加，而垂直湿润距离则减小。滴头流量较小时，湿润体深度大而宽度窄，滴头流量较大时，湿润体深度浅而宽度大。
此外，根据湿润体的形状，计算了各组试验下湿润体的体积，见表4-26。结果显示，湿润体体积随滴头流量的增加而增大，水量15L时，滴头流量从1.5L/h增加到2.7L/h，湿润体体积增加了6.3万cm3，滴头流量从2.7L/h 增加到3.6L/h，湿润体体积增加了2万cm3；水量20L时，湿润体体积分别增加7.9万cm3和3.4万cm3；水量30L时，分别增加11万cm3和17.8万cm3。经拟合，滴头流量和湿润体体积之间呈正线性相关关系，但检验结果显示滴头流量对湿润体体积的影响不显著，如表4-27所示。将最大水平湿润距离和湿润体体积拟合，结果显示二者呈正线性关系，拟合参数见表4-28，由此关系，只要测得最大水平湿润距离，方可得到湿润体体积。
图4-38 不同滴头流量下湿润体形状
表4-26 不同滴头流量下湿润体体积
表4-27 湿润体体积与滴头流量的关系
注：y为湿润体体积，cm3；q为滴头流量，L/h。
表4-28 最大水平湿润距离与湿润体体积的关系
注：y为湿润体体积，cm3；x为最大水平湿润距离，cm。
湿润体形状系数即湿润体长宽比，是反映湿润体形状特征的参数，根据试验资料，计算了湿润体形状系数，发现湿润体形状系数随滴头流量的增大而增大，见表4-29。水量15L时，滴头流量从1.5L/h增加到2.7L/h，湿润体形状系数增加了0.127，滴头流量从2.7L/h 增加到3.6L/h，形状系数增加了0.1722；水量20L时，形状系数分别增加0.1301和0.1354；水量30L时，分别增加0.1364和0.1146。将滴头流量与湿润体形状系数进行拟合，发现二者呈线性关系，水量为15L和20L时，滴头流量对湿润体形状系数影响不显著，水量30L时，滴头流量对形状系数影响显著，如表4-30所示。将最大水平湿润距离与湿润体形状系数拟合，结果显示二者呈正线性相关关系，拟合参数见表4-31，据此，只要测得最大水平湿润距离，方可得到湿润体形状系数，即湿润体形状特征。
表4-29 不同滴头流量下湿润体形状系数
表4-30 湿润体形状系数与滴头流量的关系
表4-31 最大水平湿润距离与湿润体形状系数的关系
注：y为湿润体形状系数；Xf为最大水平湿润距离，cm。
（4）滴头流量对含水量分布特征的影响。各组点源入渗试验的含水量分布剖面见图4-39～图4-41。从图中可以看出，无论是水平方向还是垂直方向，滴头下方的土壤含水量最大，距离滴头越远，土壤含水量越小。相同水量下，鉴于湿润体大小和形状因滴头流量的不同而不同，故比较不同滴头流量下的土壤含水量差异时，选择各组试验中湿润体的重合部分作为比较区域，根据各湿润体的范围，将水平方向上距离滴头20cm、垂直方向上距离滴头50cm的范围作为比较区域，分别计算各组试验在该区域上的土壤含水量均值，结果显示，随着滴头流量的增大，土壤含水量呈先增加后减小的趋势，见表4-32。水量为15L时，滴头流量从1.5L/h增加到2.7L/h，比较区域内的土壤含水量均值增加0.12%，滴头流量从2.7L/h增加到3.6L/h，含水量均值减少1.68%；水量为20L时，滴头流量从1.5L/h增加到2.7L/h，含水量均值增加1.13%，滴头流量从2.7L/h增加到3.6L/h，含水量均值减少2.09%；水量为30L时，滴头流量从1.5L/h增加到2.7L/h，含水量均值增加0.54%，滴头流量从2.7L/h增加到3.6L/h，含水量均值减少1.42%，可见滴头流量从2.7L/h增加到3.6L/h时土壤含水量均值的减小幅度要大于滴头流量从1.5L/h增加到2.7L/h时土壤含水量均值的增加幅度。
图4-39 不同滴头流量下含水量分布剖面（水量15L）
图4-40 不同滴头流量下含水量分布剖面（水量20L）
图4-41 不同滴头流量下含水量分布剖面（水量30L）
表4-32 比较区域内含水量均值表
2.灌水量对点源入渗特征的影响
（1）灌水量对水平湿润半径的影响。相同滴头流量，不同水量下，较小水量只是较大水量的一个初期试验过程，所以随着水量的增大，试验结束时最大水平湿润距离也越大，如图4-42所示。相同时刻，不同水量下的湿润半径本应相同，但由于田间空间变异较大，试验时各点土质不均一，出现了图中相同时刻湿润半径不完全重合的情况。相同滴头流量，不同水量下，最大湿润半径增长幅度不尽相同，滴头流量为1.5L/h时，15L、20L、30L水量下的最大水平湿润距离分别为27cm、29.8cm、33.8cm，分别增加2.8cm和4cm；滴头流量为2.7L/h时，最大水平湿润距离分别为32.3cm、36.2cm、40.8cm，分别增加3.9cm和4.6cm；滴头流量为3.6L/h时，最大水平湿润距离分别为36.8cm、39.8cm、45.8cm，分别增加3cm和6cm。经拟合，最大水平湿润距离与水量之间呈正相关关系，滴头流量为1.5L/h和2.7L/h时，水量对最大水平湿润距离的影响不显著，滴头流量为3.6L/h时，水量对最大水平湿润距离的影响非常显著，如表4-33所示。
图4-42 不同水量水平湿润半径变化过程
表4-33 最大水平湿润距离与水量的关系
注：y为最大水平湿润距离，cm；Q为水量，L。
（2）灌水量对湿润体形状的影响。各组试验的湿润体形状如图4-43所示。从图中可以看出，相同滴头流量下，水量越大，湿润体范围越大。滴头流量为1.5L/h时，15L、20L、30L水量下的垂直湿润距离分别为73cm、77cm、80cm，水量从15L增加到20L、从20L增加到30L，垂直湿润距离分别增加了4cm和3cm；滴头流量为2.7L/h时，垂直湿润距离分别为65cm、70cm、73cm，分别增加了5cm和3cm；滴头流量为3.6L/h时，垂直湿润距离分别为55cm、61cm、68cm，分别增加了6cm和7cm。
图4-43 不同水量下湿润体体积
各组试验下湿润体体积见表4-26。滴头流量为1.5L/h时，15L、20L、30L水量下湿润体体积分别为24.7万cm3、29.8万cm3、43.5万cm3，水量从15L增加到20L，湿润体体积增加了5.1万cm3，水量从20L增加到30L，湿润体体积增加了13.7万cm3；滴头流量为2.7L/h时，湿润体体积分别为31万cm3、37.7万cm3、54.5万cm3，分别增加6.70万cm3和16.8万cm3；滴头流量为3.6L/h时，湿润体体积分别为33万cm3、41.1万cm3、72.3万cm3，分别增加8.10万cm3和31.2万cm3。将水量和湿润体体积之间进行拟合，结果显示二者呈正相关关系，经检验，滴头流量为1.5L/h和2.7L/h时，水量对湿润体体积存在显著影响，滴头流量为3.6L/h时，水量对湿润体体积的影响不显著，如表4-34所示。
表4-34 湿润体体积与水量的关系
注：y为湿润体体积，cm3；Q为水量，L。
各组试验下湿润体形状系数如表4-29所示。滴头流量为1.5L/h时，15L、20L、30L水量下湿润体形状系数分别为0.3699、0.3870、0.4225，水量从15L增加到20L，湿润体形状系数增加了0.0171，水量从20L增加到30L，湿润体形状系数增加了0.0355；滴头流量为2.7L/h时，湿润体形状系数分别为0.4969、0.5171、0.5589，分别增加0.0202和0.0418；滴头流量为3.6L/h时，湿润体形状系数分别为0.6380、0.6525、0.6735，分别增加0.0145和0.0210。经拟合，水量与湿润体形状系数呈正线性相关关系，经检验，滴头流量为1.5L/h和2.7L/h时，水量对湿润体形状系数的影响非常显著，滴头流量为3.6L/h时，水量对湿润体形状系数的影响不显著，见表4-35。
表4-35 湿润体形状系数与水量的关系
注：y为湿润体形状系数；Q为水量，L。
（3）灌水量对含水量分布特征的影响。比较不同灌水量下的土壤含水量差异时，仍然选择各组试验中湿润体的重合部分作为比较区域（水平方向上距离滴头20cm、垂直方向上距离滴头50cm的剖面），分别计算各组试验在该区域上的土壤含水量均值，在各组滴头流量下，随着灌水量的增加，比较区域内的土壤含水量均值呈先增加后减小的趋势，见表4-32。从表中还可以看出，2.7L/h和3.6L/h滴头流量下，土壤含水量均值随着水量增加而增加（减小）的幅度要大于1.5L/h滴头流量下增加或减小的幅度。
3.滴头流量对交汇入渗特性的影响
（1）滴头流量对水平交汇距离的影响。交汇入渗时，土壤表面两个滴头形成的湿润锋交界面处的一条直线称为水平交汇距离，它出现于试验开始后某一时刻，随着时间的增长，其长度也逐渐增加，推进速度由快转慢。相同水量，相同滴头间距下，滴头流量越大，水平交汇出现的时间越早，推进速度也越快，最大水平交汇距离也越长，如图4-44所示。水量30L、间距50cm时，1.5L/h、2.7L/h、3.6L/h滴头流量下的交汇时间分别出现于试验开始后447min、240min、120min，交汇出现时间分别提前了207min和120min。试验结束时，最大水平交汇距离分别为24cm、34cm、40cm，分别增加了10cm和6cm。
图4-44 不同滴头流量水平交汇距离变化（水量30L、间距50cm）
（2）滴头流量对零通量面上湿润体及含水量分布特征的影响。图4-45显示了水量30L、滴头间距50cm，不同滴头流量下零通面上的湿润体形状。从图中可以看出，随着滴头流量的增加，水平湿润距离增加而垂直湿润距离减小，1.5L/h、2.7L/h、3.6L/h滴头流量下的垂直湿润深度分别为80cm、70cm、55cm，分别减小了10cm和15cm。滴头流量较小时，湿润体深度大而宽度窄，滴头流量较大时，湿润体深度浅而宽度大。滴头流量为3.6L/h时，湿润体交汇程度大，致使零通面上湿润体底部较为平坦。
各组试验中，滴头连线的中点下方湿润深度最大，离中点越远，湿润深度越浅。在同一条垂线上，表层土壤含水量最大，随着深度的增加，土壤含水量呈减小趋势。在同一深度，中点下方土壤含水量最大，土壤含水量向远离中点的方向递减。随着滴头流量的增加，比较区域的土壤含水量均值呈先增加后减小的趋势，滴头流量为1.5L/h、2.7L/h、3.6L/h下比较区域的土壤含水量均值分别为12.21%、12.59%、11.89%，如图4-46所示（以水量30L、滴头间距50cm为例）。
图4-45 不同滴头流量下零通量面上湿润体形状（水量30L、间距50cm）
图4-46 不同滴头流量下零通面上含水量分布剖面（水量30L、间距50cm）
4.滴头间距对交汇入渗特性的影响
（1）滴头间距对水平交汇距离的影响。相同水量、相同滴头流量下，滴头间距越大，水平交汇出现时间越晚，最大水平交汇距离也越短。如图4-47所示（以滴头流量2.7L/h、水量30L为例），滴头间距为30cm时，试验开始后60min时出现交汇，而滴头间距为50cm时，试验开始后240min才出现交汇。试验结束时，滴头间距30cm和滴头间距50cm下最大水平交汇距离分别为39cm和34cm。
图4-47 不同滴头间距水平交汇距离变化（滴头流量2.7L/h、水量30L）
（2）滴头间距对零通面上湿润体形状及含水量分布特征的影响。图4-48显示了滴头流量为2.7L/h、水量30L时不同滴头间距下的湿润体形状，由图4-48可知，相同滴头流量，相同水量下，滴头间距越小，水平湿润距离和垂直湿润距离都越大，滴头间距为30cm时，垂直湿润距离为79cm，滴头间距为50cm时，垂直湿润距离为70cm。
图4-48 不同滴头间距下零通面上湿润体形状（滴头流量2.7L/h、水量30L）
不同滴头间距下零通面上含水量分布剖面如图4-49所示，其含水量横向和纵向分布特征类似于4.2节和4.3节内容，这里不再详述。滴头间距为30cm和50cm时，比较区域内的土壤含水量均值分别为13.00%和12.59%，可见，随着滴头间距的减小，比较区域内的土壤含水量均值呈增大趋势。
图4-49 不同滴头间距下零通面上含水量分布剖面（滴头流量2.7L/h、水量30L）