4.5 本章小结
通过垂直一维入渗试验，分析了碎石含量对土石混合介质水分运动特性的影响，结果表明，相同时刻，土石混合介质的累积入渗量和湿润锋距离均小于细土，累积入渗量和湿润锋并非随着含石量的增加而一味地减小，而是存在一个转折点，即累积入渗量和湿润锋先随含石量的增加而减小，在某一含量突然增大，之后又随着含石量的增加而减小，该转折点因粒级不同而不同。粒级为0.5～1cm时，累积入渗量和湿润锋的转折点出现于40%；粒级为1～2cm和2～3cm时，转折点出现于30%；粒级为3～5cm时，转折点出现于20%。土石混合介质的入渗总量均小于细土，相同粒级下，随着碎石含量的增加，入渗总量呈减小趋势，碎石粒级为0.5～1cm和3～5cm时，入渗总量和含石量呈三次多项式关系，含石量对入渗总量的影响显著，粒级为1～2cm和2～3cm时，入渗总量和含石量呈负线性相关关系，含石量对入渗总量存在非常显著的影响；含石量对湿润锋深度的影响趋势与对累积入渗量的影响趋势类似。在0～60cm土壤深度，随着含石量的增加，相同位置含水量有所下降。此外，根据垂直一维入渗试验资料和实测饱和导水率资料，分析了碎石含量对土石混合介质水分入渗模型参数的影响及模型的适用性，结果显示，碎石对Green-Ampt公式中的饱和导水率KS、Philip公式中的参数A和S、垂直一维代数模型中的
等4个参数有影响，土石混合介质的
均小于细土，随着含石量的增加，参数的变化趋势与累积入渗量的变化趋势类似，经显著性分析，发现粒径为0.5～1cm和1～2cm时，含石量对Philip公式中的S无显著影响，粒径为3～5cm时，含石量对S的影响非常显著，其他情况下碎石含量对Green-Ampt公式中的KS、Philip公式中的A和S、垂直一维代数模型中的
均存在显著影响。此外，粒径为0.5～3cm时，垂直一维代数模型可以相对准确地描述土石混合介质的饱和导水率，粒径为3～5cm时，Green-Ampt公式所描述的饱和导水率精度较高。
通过水平一维入渗试验，分析了碎石含量和碎石粒径对土石混合介质水平一维入渗特性的影响以及对土壤水分运动参数的影响。结果表明，相同时刻细土的累积入渗量最大、湿润锋长度最长，随着碎石含量的增加，累积入渗量和湿润锋长度呈先减小后增加再减小的趋势，转折点出现于40%含石量。入渗总量和含水量剖面呈逐渐减小趋势而入渗历时呈增加趋势，以上结果同垂直一维入渗特性类似。水平入渗法求得的非饱和土壤水分扩散率结果表明，碎石含量对土壤水分扩散率的影响表现为相同含水量下，细土的扩散率最大，随着含石量的增加，扩散率呈先减小后增加再减小的趋势，转折点出现于40%含石量，但水平吸渗法推求结果显示，相同含水量下，细土的扩散率最大，随着含石量的增加，扩散率呈减小趋势，并无转折点存在，两种方法在0、10%、20%、50%含石量下的推求结果非常接近，但30%和40%含石量下有些差异。这是因为水平入渗法是用水分入渗资料推求参数，水平吸渗法是用含水量剖面资料推求参数，水分入渗过程在40%含石量时出现转折点，但含水量剖面并未出现转折点。由上可知，水平入渗法可以准确推求0、10%、20%、50%含石量下的非饱和土壤水分扩散率，但推求的30%和40%含石量下的非饱和土壤水分扩散率的准确性还有待于进一步验证。水平入渗法求得的Brooks-Corey模型参数表明，碎石含量对土壤水分特征曲线的影响表现为相同含水量下，细土的吸力最大，随着含石量的增加，吸力呈先减小后增加再减小的趋势，这一结果与实测值较为接近，说明该方法可以准确确定土石混合介质的Brooks-Corey模型参数。此外，碎石粒径对土石混合介质水平入渗特性的影响表现为相同时刻，累积入渗量和湿润锋长度随碎石粒径的增加而增大，入渗总量随碎石粒径的增加而增加，入渗历时随着碎石粒径的增加而减小。碎石粒径对非饱和土壤水分扩散率的影响表现为，相同含水量下随碎石粒径的增加，非饱和土壤水分扩散率呈增加趋势，在1～2cm、2～3cm、3～5cm粒径下，水平入渗法和水平吸渗法的推求结果一致，而粒径为0.5～1cm时，二者结果不统一，原因与碎石含量对扩散率的影响相同，由上可知，水平入渗法可以准确确定1～2cm、2～3cm、3～5cm粒径下的非饱和土壤水分扩散率，而0.5～1cm粒径下结果的准确性则有待于进一步研究。碎石粒径对土壤水分特征曲线的影响表现为相同含水量下，随着碎石粒径的增加，吸力呈增加趋势，这一结果与实测值非常接近，说明该方法可以准确确定Brooks-Corey模型参数。
通过室内和田间点源及其交汇入渗试验，分析了碎石含量对三维土壤水分入渗特性的影响以及滴头流量、灌水量、滴头间距对田间三维土壤水分入渗特性的影响。
室内点源及其交汇入渗试验结果表明，碎石含量对点源入渗特性的影响表现为相同时刻，随着含石量的增加，积水半径、水平湿润距离、垂直湿润距离呈增加趋势；碎石含量越大，试验结束时的湿润体体积越大，湿润体内相同位置的土壤含水量越小。碎石含量对交汇入渗特性的影响表现为随着碎石含量的增加，水平交汇和垂直交汇出现的时间越早，相同时刻，水平交汇距离和垂直交汇距离随着碎石含量的增加而增大；随着碎石含量的增加，交汇面湿润体底部形状由较弯曲向直线发展；碎石含量对滴头连线及其中垂线上含水量剖面的影响类似于碎石含量对点源湿润体内含水量剖面的影响。此外，0～10%含石量范围内，碎石对水平湿润距离、垂直湿润距离、点源湿润体体积、点源湿润体内含水量分布、滴头连线上含水量分布的影响比10%～50%含石量范围内明显，点源湿润体形状系数与含石量之间、点源湿润体含水量均值与含石量之间、滴头连线上含水量均值与含石量之间、零通面上含水量均值与含石量之间均呈线性相关关系。
从田间点源及其交汇入渗试验结果来看，滴头流量对点源入渗特性的影响表现为滴头流量越大，积水半径波动越剧烈，积水半径越大，水平湿润半径也越大，而垂直入渗深度则减小，同时，点源湿润体体积和形状系数也随滴头流量的增大而增大。滴头流量与最大水平湿润距离之间、滴头流量和点源湿润体体积之间、滴头流量与湿润体形状系数之间、最大水平湿润距离和湿润体体积、最大水平湿润距离与湿润体形状系数之间均呈正线性相关关系。水量对点源入渗特性的影响表现为随着水量的增大，最大水平湿润距离、点源湿润体体积和形状系数均呈增加趋势。水量与最大水平湿润距离、水量与点源湿润体体积、水量与点源湿润体形状系数之间均呈正线性相关关系。交汇入渗条件下，滴头流量越大，出现交汇的时间越早，水平交汇距离也越大，滴头流量较小时，零通面上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。滴头间距越大，出现交汇的时间越晚，水平交汇距离也越小，零通面上湿润体形状越小，含水量均值越小。
综合田间点源及其交汇入渗试验结果，相同水量下，随着滴头流量的增加，湿润体宽度增加而深度减小，虽然1.5L/h滴头流量下湿润体深度较大，但其宽度较窄，水分横向分布均匀性较差，3.6L/h滴头流量下湿润体宽度较大，但深度浅，湿润深度未能达葡萄根系所在范围，2.7L/h滴头流量下的湿润体宽度和深度介于1.5L/h和3.6L/h滴头流量之间，其湿润体宽度和深度最有利于覆盖葡萄根系范围；相同水量、相同滴头流量下，滴头间距越小，交汇程度越大，湿润体范围越大，故30cm间距优于50cm间距。综上所述，田间滴灌较为适宜的滴头流量为2.7L/h、间距为30cm。