譚軍利，馬永鑫，王西娜，李 淼，李存云

(1.寧夏大學(xué)土木與水利工程學(xué)院，寧夏 銀川 750021；2.旱區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水資源高效利用教育部工程研究中心，寧夏 銀川 750021；3.寧夏節(jié)水灌溉與水資源調(diào)控工程技術(shù)研究中心，寧夏 銀川 750021；4.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏 銀川 750021)

合理利用微咸水灌溉農(nóng)田是緩解淡水資源緊缺的重要途徑。目前，國(guó)內(nèi)外在微咸水灌溉方面已經(jīng)開(kāi)展了大量實(shí)踐與研究。灌溉方式是合理利用微咸水灌溉的關(guān)鍵因素之一[1-2]。微咸水滴灌條件下滴頭附近土壤含水率高，鹽分含量低；而在濕潤(rùn)體周圍則鹽分含量高。這種水鹽分布特征可以為作物生長(zhǎng)創(chuàng)造良好的水鹽條件，使滴灌成為利用微咸水的適宜灌溉方式。滴灌條件下的水鹽分布受滴頭流量和灌水量的影響[3]，而且這兩個(gè)參數(shù)對(duì)于滴灌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有重要意義。不合理的技術(shù)參數(shù)選擇可能會(huì)導(dǎo)致鹽分表聚，進(jìn)而抑制作物生長(zhǎng)[4-5]。

目前針對(duì)微咸水滴灌下滴頭流量及灌水量對(duì)土壤水鹽分布的影響已開(kāi)展了大量研究。劉春卿等[6]發(fā)現(xiàn)大滴頭流量促進(jìn)了水分的水平運(yùn)動(dòng)，而小滴頭流量的淋鹽效果明顯好于大滴頭流量。張志剛等[7]研究表明濕潤(rùn)體的形狀大小受滴頭流量及灌水量的影響，隨著滴頭流量增加，濕潤(rùn)體含水量也隨之增大且距滴頭越近含水量越大，外圍含水量則較小。土壤含水率分布同時(shí)受滴頭流量和灌水量的控制[8]。灌水量大小不僅影響濕潤(rùn)體范圍，而且直接決定上層土壤鹽分含量[9-10]。

近年來(lái)壓砂地上大面積采用微咸水滴灌方式灌溉西瓜等作物，改變了壓砂地種植西瓜主要依靠天然降水的現(xiàn)狀。由于缺乏微咸水滴灌下滴頭流量及灌水量對(duì)壓砂地土壤水鹽分布的了解，生產(chǎn)實(shí)踐中滴頭流量及灌水定額的選擇具有很大的盲目性。土表覆砂改變了滴灌入滲的邊界條件，覆砂層孔隙多、入滲速率快，土壤層水分入滲速率相對(duì)較慢。邊界條件的改變也相應(yīng)改變了土壤水鹽運(yùn)移及分布特征。本文采用室內(nèi)土槽模擬試驗(yàn)，研究壓砂條件下微咸水滴灌滴頭流量及灌水量對(duì)土壤水分入滲及水鹽分布的影響，以期為壓砂地合理利用微咸水提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試土壤采自銀川市西夏區(qū)平吉堡農(nóng)場(chǎng)玉米地耕作層。供試土壤砂粒、粉粒、黏粒含量分別為33.6%、28.5%、37.9%，土壤質(zhì)地為粉壤土(美國(guó)制)，土壤容重為1.45 g·cm-3，田間持水量為17.4%(質(zhì)量)。土壤晾干后過(guò)1 mm篩備用。風(fēng)干土含水率為2.0%(質(zhì)量)，初始土壤浸提液(土水比為1∶5)電導(dǎo)率為0.21 dS·m-1。

供試覆蓋砂石取自中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)興仁鎮(zhèn)壓砂地中。砂石樣品取回后，用標(biāo)準(zhǔn)砂石套篩進(jìn)行篩分共分6種粒徑(見(jiàn)表1)。不同粒徑砂石均用自來(lái)水反復(fù)清洗之后晾干備用。按照表1砂石級(jí)配重新混勻并測(cè)得砂石容重為1.9 g·cm-3。

表1 試驗(yàn)砂層砂石級(jí)配

1.2 試驗(yàn)方法

土槽試驗(yàn)于2016年4—5月在寧夏大學(xué)土木與水利工程學(xué)院結(jié)構(gòu)大廳內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)裝置示意見(jiàn)圖1，包括有機(jī)玻璃長(zhǎng)方槽和馬氏瓶?jī)刹糠?，有機(jī)玻璃槽(高×寬×長(zhǎng))70 cm×25 cm×38 cm，馬氏瓶直徑18.4 cm、高40 cm。利用馬氏瓶進(jìn)行恒壓供水，滴灌流量采用1/4銅球閥控制，在進(jìn)行試驗(yàn)前通過(guò)測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)銅球閥的水流，旋轉(zhuǎn)銅球閥的旋鈕控制滴頭流量。銅球閥用夾子固定在土槽一角模擬滴灌，滴灌下土壤濕潤(rùn)體形狀接近半球體，長(zhǎng)方形土槽可以近似看作1/4的濕潤(rùn)體，土槽一角看作球體的中心位置，在沿土槽長(zhǎng)方向觀察土壤水分的水平和垂直入滲并用記號(hào)筆刻畫(huà)不同時(shí)刻濕潤(rùn)鋒的位置。

圖1 試驗(yàn)裝置示意圖

向有機(jī)玻璃土槽裝土?xí)r，按土壤干容重1.45 g·cm-3分層裝土，每5 cm一層，層與層之間打毛，共裝11層，之后在最上面兩層裝入不同粒徑混合的砂石混合物模擬壓砂條件，按1.9 g·cm-3裝入，土槽裝完靜置24 h后進(jìn)行滴灌試驗(yàn)。

試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)滴頭流量(0.85、1.70、3.40 L·h-1，灌水量為5.88 L)處理及3個(gè)灌水量(5.88、6.60、10.00 L，滴頭流量為3.40 L·h-1)處理，灌水量是根據(jù)計(jì)劃濕潤(rùn)層深度分別為30、35、55 cm達(dá)到田間持水量計(jì)算獲得。灌溉水是根據(jù)壓砂地主要分布區(qū)中衛(wèi)香山地區(qū)地下水的離子成分特點(diǎn)，用分析純NaCl、CaCl2和MgSO4按質(zhì)量比2∶1∶2配置，其電導(dǎo)率為2.5 dS·m-1。土槽模擬試驗(yàn)過(guò)程中按照預(yù)定時(shí)間記錄入滲量并在有機(jī)玻璃土槽上刻畫(huà)濕潤(rùn)鋒位置，用直尺量取水平和垂直入滲距離。當(dāng)灌水量達(dá)到目標(biāo)灌水量時(shí)停止供水。

停止灌水后用直徑2 cm的土鉆采集距滴頭不同距離的砂層，分析砂層的含水率和砂層浸提液的電導(dǎo)率(砂水比為10∶1)；之后將砂層全部取出，用直徑2 cm的土鉆采集土壤樣品。在水平方向上按距滴頭5、10、15、20 cm等(根據(jù)濕潤(rùn)體的大小來(lái)確定)，取樣深度以5 cm為間隔取土(實(shí)際深度依據(jù)濕潤(rùn)體的大小來(lái)確定)。用烘干法測(cè)定土壤含水率(質(zhì)量)，剩余土壤樣品晾干后測(cè)定土壤浸提液(土水比為1∶5)的電導(dǎo)率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理采用Excel和Origin 14.0進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、處理、擬合計(jì)算及繪圖，并采用Surfer14軟件繪制土壤含水率及電導(dǎo)率等值線圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 滴頭流量對(duì)濕潤(rùn)鋒遷移的影響

滴頭流量是影響滴灌條件下水分運(yùn)動(dòng)的重要因素，圖2為相同灌水量下3種滴頭流量對(duì)濕潤(rùn)鋒垂直和水平運(yùn)移的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。從圖2可以看出，隨著滴頭流量增大，入滲時(shí)間縮短，導(dǎo)致土壤水分在垂直方向和水平方向的入滲存在較大差異(圖2a、2b)，進(jìn)而改變了滴灌濕潤(rùn)體的形狀(圖2c)?？傮w上看，增加滴頭流量促進(jìn)了水分在垂直方向的運(yùn)動(dòng)，而小滴頭流量則有利于水分在水平方向運(yùn)動(dòng)。滴灌初期，同一滴頭流量下垂直入滲的距離顯著大于水平擴(kuò)散距離。這可能由于覆砂的緣故，砂層大孔隙數(shù)量多，重力勢(shì)作用有利于垂直入滲，水分能夠迅速入滲。同一入滲時(shí)間下，水平擴(kuò)散過(guò)程中3.40 L·h-1和1.70 L·h-1處理的濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離顯著大于0.85 L·h-1處理，但3.40 L·h-1和1.70 L·h-1處理之間無(wú)顯著差異。

滴灌過(guò)程中，濕潤(rùn)體的形狀也發(fā)生了顯著變化。濕潤(rùn)體垂直方向的距離/水平方向的距離可以反映濕潤(rùn)體的形狀，該比值為1時(shí)表明濕潤(rùn)體形狀接近球形，大于1時(shí)為橢球形。滴灌初期，垂直入滲比較快，濕潤(rùn)體中垂直/水平的比值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1。隨著滴灌時(shí)間延長(zhǎng)，該比值急劇降低。如0.85 L·h-1處理的濕潤(rùn)體垂直/水平的比值從1.75下降到1.1。滴頭流量對(duì)濕潤(rùn)體垂直/水平的比值有明顯的影響，尤其是在濕潤(rùn)體穩(wěn)定后。從圖2c中可以看出，隨滴頭流量增大，濕潤(rùn)體垂直/水平比值呈先減小后增大的趨勢(shì)，0.85、1.70 L·h-1和3.40 L·h-1流量下穩(wěn)定濕潤(rùn)體的比值分別為1.10、0.90和1.13。從該比值可以看出，0.85 L·h-1和3.40 L·h-1處理該比值接近于1.1，1.70 L·h-1處理該比值小于1，說(shuō)明1.70 L·h-1處理在供試土壤上有利于水分在水平方向的分布。濕潤(rùn)體的形狀除了與滴頭流量有關(guān)外，還與土壤質(zhì)地有關(guān)，本試驗(yàn)中供試土壤為粉壤土，其垂直入滲能力大于水平側(cè)滲能力。壓砂地分布區(qū)主要種植西瓜、甜瓜等瓜類，其根系分布比較淺。因此，從瓜類作物根系分布及供試土壤的特性來(lái)說(shuō)，滴頭流量為1.70 L·h-1是比較適宜瓜類及粉壤土的滴頭流量。

圖2 滴頭流量對(duì)土壤水分垂直和水平方向入滲的影響

由表2可知，濕潤(rùn)鋒水平入滲距離(X)、垂直入滲距離(Z)與入滲時(shí)間(t)存在顯著的冪函數(shù)關(guān)系，決定系數(shù)(R2)均大于0.95。從表2可以看出，隨滴頭流量增加，冪函數(shù)的常數(shù)項(xiàng)呈增加趨勢(shì)，冪指數(shù)項(xiàng)則呈先增加后降低趨勢(shì)。在壓砂地上滴頭流量0.85 L·h-1的水平入滲的冪指數(shù)明顯小于1.70 L·h-1和3.40 L·h-1處理。根據(jù)不同的灌水時(shí)間可以計(jì)算出3種滴頭流量在水平方向的擴(kuò)散距離和垂直方向的入滲距離，可為實(shí)際工程滴頭流量、滴頭間距以及濕潤(rùn)比等參數(shù)的優(yōu)選提供理論依據(jù)。

表2 滴頭流量對(duì)濕潤(rùn)體水平入滲及垂直入滲的影響

2.2 滴灌灌水量對(duì)濕潤(rùn)鋒遷移的影響

在農(nóng)業(yè)灌溉中，通過(guò)濕潤(rùn)鋒與灌水量之間的關(guān)系可以調(diào)控計(jì)劃濕潤(rùn)層深度[11]。圖3為相同滴頭流量(3.40 L·h-1)不同灌水量下濕潤(rùn)體水平入滲距離(X)和垂直入滲距離(Z)隨入滲時(shí)間(t)的變化過(guò)程。由圖3可知，灌水量越大，持續(xù)入滲時(shí)間越長(zhǎng)，垂直入滲距離和水平入滲距離均呈增長(zhǎng)趨勢(shì)(圖3a、3b)，但在整個(gè)入滲過(guò)程中相同入滲時(shí)間內(nèi)，無(wú)論垂直入滲還是水平入滲灌水量處理之間差異不明顯。

圖3 灌水量對(duì)濕潤(rùn)體垂直入滲、水平入滲的影響

在入滲過(guò)程中，濕潤(rùn)體的垂直距離/水平距離的比值先急劇降低之后趨于穩(wěn)定。在滴頭流量為3.40 L·h-1時(shí)，濕潤(rùn)體的垂直/水平比值從1.4下降到1.1～1.3左右，5.88 L和6.60 L處理的垂直距離/水平距離比值接近1.1，而灌水量增大后濕潤(rùn)體穩(wěn)定后的比值為1.3。這說(shuō)明增加單個(gè)滴頭灌水量促進(jìn)了水分的垂直入滲。因此，在壓砂地上滴灌設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)作物計(jì)劃濕潤(rùn)層深度與滴頭流量確定適宜的灌水量，提高水分利用效率。

由表3可知，濕潤(rùn)體水平入滲距離、垂直入滲距離與入滲時(shí)間同樣存在顯著的冪函數(shù)關(guān)系，決定系數(shù)(R2)均大于0.99。水平入滲的冪函數(shù)指數(shù)b隨灌水量增加呈先減小后增大的趨勢(shì)，而垂直入滲的冪函數(shù)指數(shù)d則隨灌水量增加則呈先增加后減小的趨勢(shì)，這表明壓砂地上相同滴頭流量條件下隨著灌水時(shí)間延長(zhǎng)水平入滲的距離增加速率比垂直入滲的快。

表3 滴灌灌水量對(duì)濕潤(rùn)體垂直入滲和水平入滲的影響

2.3 滴頭流量及灌水量對(duì)砂層水鹽分布的影響

壓砂地上水分首先要經(jīng)過(guò)砂層才能達(dá)到土壤層，砂層對(duì)從滴頭出水起到了二次分配的作用。砂層含水率的分布狀況亦會(huì)影響水分向下層的運(yùn)動(dòng)；另外，砂層是一種多孔介質(zhì)，能存儲(chǔ)一部分水分。圖4顯示出，砂層水分含量在沿滴頭水平方向呈現(xiàn)波動(dòng)起伏，這反映了砂層的非均質(zhì)性對(duì)砂層含水率的影響；隨距滴頭距離增加，砂層含水率呈減小的趨勢(shì)。這也反映了砂層在水平方向具有一定水分傳導(dǎo)的能力。

灌水量相同時(shí)，滴頭流量對(duì)砂層含水率影響較大。從圖4a可以看出，滴頭流量為1.70 L·h-1的砂層含水率大于0.85 L·h-1和3.40 L·h-1處理，0.85 L·h-1處理砂層含水率最小。這是因?yàn)橄嗤嗨繒r(shí)，滴頭流量越大灌水時(shí)間縮短，水分在砂層中擴(kuò)散的時(shí)間和擴(kuò)散距離縮短，而滴頭流量越小灌水時(shí)間越長(zhǎng)，砂層中的水分在重力作用下向土壤層入滲，使得砂層含水率降低。

從圖4b可以看出，滴頭流量相同時(shí)，灌水量越大，砂層含水率反而降低，但砂層含水率沿水平方向變化幅度減小。這是因?yàn)楣嗨看?，入滲時(shí)間長(zhǎng)，砂層所能保持的水分減少。對(duì)于灌水量為10.00 L的處理，距離滴頭0～20 cm范圍內(nèi)的砂層含水率在3.5%～4.5%之間，而灌水量為6.60 L的處理中砂層含水率則從7%下降到3.5%。

圖4 滴頭流量及灌水量對(duì)砂層含水率的影響

從圖5可以看出，滴頭流量對(duì)砂層電導(dǎo)率存在一定程度的影響，0.85 L·h-1處理在距滴頭水平距離0～35 cm范圍內(nèi)砂層電導(dǎo)率介于0.10～0.15 dS·m-1，1.70 L·h-1處理則在0.13～0.20 dS·m-1之間，3.40 L·h-1與0.85 L·h-1處理砂層電導(dǎo)率比較接近。相同滴頭流量下灌水量對(duì)砂層電導(dǎo)率影響不大，但都隨著距滴頭距離增加呈下降趨勢(shì)。

圖5 滴頭流量及灌水量對(duì)砂層電導(dǎo)率的影響

2.4 滴頭流量對(duì)土壤水鹽分布的影響

圖6為覆砂條件下不同滴頭流量的土壤含水率等值線圖。從圖6可以看出，水分在砂層中運(yùn)移后才進(jìn)入土壤，所以含水率重心點(diǎn)的位置并不在滴頭附近。0.85 L·h-1處理含水率為20%的范圍在水平方向0～20 cm和垂直方向0～15 cm；1.7 L·h-1處理含水率為21%的范圍在水平方向10～15 cm和垂直方向10～15 cm；3.4 L·h-1處理含水率為20%的范圍在水平方向0～15 cm和垂直方向7～17 cm左右。砂層起到了水分傳導(dǎo)的作用，將滴灌的點(diǎn)源入滲變成了部分飽和的砂層面源入滲，改變了土壤水分的分布規(guī)律。由此看出，滴頭流量小，水分在水平方向上分布范圍廣，而滴頭流量越大則越有利于在垂直方向上分布。

圖6 滴頭流量對(duì)土壤含水率分布的影響

圖7為不同滴頭流量覆砂條件下土壤鹽分等值線分布圖。從圖7可以看出，鹽分含量低的區(qū)域(即鹽分淋洗區(qū)域)并沒(méi)有分布在滴頭附近，反而是在距滴頭較遠(yuǎn)的區(qū)域。如0.85 L·h-1處理0.15 dS·m-1包圍的范圍水平方向距滴頭11～25 cm，垂直方向在0～15 cm；1.70 L·h-1處理的范圍水平方向距離滴頭8～25 cm，垂直方向在0～12 cm；3.40 L·h-1處理的范圍水平方向距離滴頭12～27 cm，垂直方向在0～10 cm。隨著滴頭流量減小，鹽分淋洗區(qū)域的面積增大，而鹽分累積區(qū)在濕潤(rùn)鋒處。

圖7 滴頭流量對(duì)土壤鹽分分布的影響

2.5 滴灌灌水量對(duì)土壤水鹽分布的影響

圖8為相同滴頭流量(3.40 L·h-1)不同灌水量條件下土壤含水率分布圖。由圖8可知，隨著灌水量增加，濕潤(rùn)體中高含水率(19%～20%)的范圍無(wú)論是水平方向還是垂直方向均逐漸擴(kuò)大，而且隨著灌水量增加，濕潤(rùn)體土壤含水率的分布模式與裸地時(shí)滴灌下土壤含水率的分布模式一致，即土壤含水率沿著滴頭從水平和垂直兩個(gè)方向呈遞減的趨勢(shì)。這說(shuō)明灌水量較低時(shí)，砂層對(duì)土壤含水率的分布影響較大，灌水量增大之后，砂層對(duì)土壤含水率分布的影響逐漸減小。

圖8 滴灌灌水量對(duì)土壤含水率分布的影響

灌水量是微咸水灌溉條件下控制鹽分分布的重要因素之一，只有達(dá)到一定的灌水量，上層土壤鹽分才會(huì)得到充分淋洗。圖9為灌水量對(duì)壓砂條件下土壤鹽分分布的影響。由圖9可知，低鹽分布區(qū)范圍隨著滴灌灌水量增大不斷擴(kuò)大，并且低鹽分布區(qū)在水平方向上逐漸向滴頭靠近。由于灌水量的差異，導(dǎo)致進(jìn)入土體的鹽分也存在差異，隨著灌水量的增加，在濕潤(rùn)鋒處累積的鹽分呈增加趨勢(shì)。

圖9 滴灌灌水量對(duì)土壤鹽分分布的影響

3 討 論

3.1 滴頭流量及灌水定額對(duì)覆砂條件濕潤(rùn)體特征的影響

滴灌條件下濕潤(rùn)體的形狀大小和特征受眾多因素影響，如土壤質(zhì)地、容重、滴頭流量及灌水定額等[11-12]，其中滴頭流量與灌水定額是影響濕潤(rùn)體形狀的主要因素。因此，明確覆砂條件下微咸水滴灌滴頭流量與灌水定額對(duì)制定滴灌灌溉計(jì)劃具有重要作用。就現(xiàn)有的研究來(lái)看，滴頭流量對(duì)濕潤(rùn)體影響的研究存在不同的結(jié)論。有研究表明[13-16]，隨滴頭流量增加濕潤(rùn)鋒半徑增大，即增加了水平運(yùn)移距離；也有研究認(rèn)為，相同灌水量時(shí)，增加滴頭流量促進(jìn)了濕潤(rùn)鋒垂直方向運(yùn)移[17]。本研究中，隨滴頭流量增加水分在水平方向及垂直方向運(yùn)移距離均呈增加趨勢(shì)，但垂向距離/水平距離的比值表明，滴頭流量增加有利于土壤水分的垂向運(yùn)移，這與魏群等[18]的研究結(jié)果一致。李道西等[19]等認(rèn)為這與土壤質(zhì)地關(guān)系密切，在砂土上增加滴頭流量促進(jìn)了濕潤(rùn)鋒垂直運(yùn)移，對(duì)于輕壤土則有利于濕潤(rùn)鋒水平運(yùn)移。濕潤(rùn)體的體積及半經(jīng)與灌水量之間呈正比關(guān)系[8,20-22]。本試驗(yàn)中也可以看出，濕潤(rùn)鋒水平及垂直距離均隨灌水量增加而增大。

覆砂條件下，濕潤(rùn)鋒的水平距離和垂直距離均與入滲時(shí)間呈顯著的冪函數(shù)正相關(guān)關(guān)系。但冪函數(shù)的常數(shù)項(xiàng)與指數(shù)項(xiàng)與裸地條件下的相應(yīng)常數(shù)存在較大差異。魏群等[18]對(duì)陜北黃綿土入滲的研究結(jié)果表明，滴灌條件下水平和垂直入滲距離均與入滲時(shí)間呈顯著的冪函數(shù)關(guān)系，在滴頭流量4.0 L·h-1時(shí)，水平和垂直方向的冪函數(shù)系數(shù)為2.273和0.885，指數(shù)分別為0.449和0.646。而本研究中，3.4 L·h-1處理中水平和垂直方向的系數(shù)分別為9.69和14.15，指數(shù)分別為0.26和0.20。這表明覆砂條件下滴灌初始入滲速率較快，而在入滲過(guò)程中濕潤(rùn)鋒運(yùn)動(dòng)速率較裸地慢。這可能是因?yàn)樗滞ㄟ^(guò)砂層時(shí)入滲速率快，而經(jīng)過(guò)砂層后，由于砂層對(duì)水分入滲有時(shí)滯效應(yīng)及二次分配作用，使得濕潤(rùn)鋒運(yùn)動(dòng)速率變緩。

3.2 滴頭流量及灌水定額對(duì)壓砂條件下土壤水鹽分布的影響

一般而言，滴灌條件下土壤水分隨著離滴頭水平距離的增加呈減小趨勢(shì)[12]，土壤鹽分主要分布在濕潤(rùn)體的邊緣。本研究中，在灌水量為5.88 L時(shí)土壤高含水率區(qū)以及低含鹽量區(qū)均沒(méi)有出現(xiàn)在滴頭周圍，而是出現(xiàn)在離滴頭較遠(yuǎn)的位置，并隨著滴頭流量增加，土壤高含水率區(qū)以及低含鹽量區(qū)向滴頭位置靠攏。這種現(xiàn)象與土壤表層覆砂有關(guān)，覆砂之后改變滴灌點(diǎn)源入滲的方式，首先水分在砂層中向水平及垂直方向運(yùn)動(dòng)，滿足砂層的持水量后水分才可以通過(guò)砂層中的孔隙入滲到土壤中，從而改變了土壤水分和鹽分分布模式。砂層的這種影響隨著灌水量增加而不斷減弱(圖8和圖9)。這可能是因?yàn)楣嗨吭龃髸r(shí)砂層達(dá)到飽和，砂層中水分在水平方向傳導(dǎo)能力降低，滴灌的水分沿著滴頭下方的飽和區(qū)進(jìn)入土壤，此時(shí)砂層的效應(yīng)減弱。因此，在壓砂地上滴灌帶的布置應(yīng)當(dāng)與作物種植行的中心位置錯(cuò)開(kāi)一定的距離，為作物提供較好的水鹽環(huán)境。

低含鹽量即鹽分淋洗區(qū)域的面積，在灌水量相同條件下，小滴頭流量處理下鹽分淋洗區(qū)域的面積最大，即小滴頭流量有利于土壤鹽分的淋洗，這與劉春卿等[6]、王一民等[13]、郭安安等[23]研究結(jié)果一致。土壤含水率隨著灌水量增加而增加，鹽分淋洗區(qū)的范圍不斷擴(kuò)大。

4 結(jié) 論

1)滴頭流量越大，濕潤(rùn)鋒在水平和垂直方向上運(yùn)移距離越大，濕潤(rùn)鋒的水平和垂直入滲距離與入滲時(shí)間之間存在冪函數(shù)關(guān)系。從濕潤(rùn)體的垂直距離/水平距離的比值來(lái)看，滴頭流量越大越有利于水分的垂直入滲，越小則有利于水平入滲。

2)砂層覆蓋改變了微咸水滴灌條件下土壤水分、鹽分的分布規(guī)律，高含水率及低鹽分分布區(qū)出現(xiàn)在離滴頭較遠(yuǎn)的區(qū)域，并隨著滴頭流量增加逐漸向滴頭附近靠攏。

3)隨滴灌灌水量增加高含水率及低鹽分分布區(qū)的范圍不斷擴(kuò)大，土壤水分及鹽分分布模式越接近無(wú)覆砂條件下的分布模式。