秸稈復(fù)合管斷裂方式對(duì)其水力性能的影響

仵 峰，張夢(mèng)瑤，宰松梅2,，羅 昕，馮雪芳，劉生東

(1.華北水利水電大學(xué)水資源學(xué)院，河南 鄭州 450046;2.河南省節(jié)水農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450046;3.華北水利水電大學(xué)水利學(xué)院，河南 鄭州 450046)

近年來(lái)，全球氣候變化和環(huán)境污染加劇，干旱和強(qiáng)降雨等極端氣候頻發(fā)，我國(guó)水資源短缺日趨嚴(yán)重[1-5]。據(jù)2020年水資源公報(bào)統(tǒng)計(jì)[6]，全國(guó)用水總量5 819.2億m3，其中農(nóng)業(yè)用水3 612.4億m3，占用水總量的62.1%?，F(xiàn)階段，我國(guó)耕地面積1.28億hm2，有效灌溉面積0.69億hm2，節(jié)水灌溉面積僅0.38億hm2，農(nóng)業(yè)灌溉水有效利用系數(shù)達(dá)到0.565，遠(yuǎn)低于先進(jìn)發(fā)達(dá)國(guó)家灌溉水有效利用系數(shù)0.8[7-9]。可見(jiàn)，農(nóng)業(yè)作為用水大戶，其節(jié)水潛力巨大，研發(fā)和推廣適合我國(guó)國(guó)情的節(jié)水灌溉技術(shù)，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水事業(yè)的發(fā)展具有重要意義[10]。

目前，在國(guó)家大力推行節(jié)水灌溉和出臺(tái)多項(xiàng)鼓勵(lì)政策下，各種新型高效節(jié)水灌溉技術(shù)相繼被研發(fā)，如微潤(rùn)灌溉[11]、加氣灌溉[12]、痕量灌溉[13]、負(fù)壓灌溉[14]、膜下滴灌[15-17]等。仵峰等[18]為豐富秸稈的資源化利用途徑，研發(fā)了一種新型灌溉管材——秸稈復(fù)合管，利用該管材進(jìn)行地下灌溉可實(shí)現(xiàn)節(jié)水和固碳雙重目的。目前，針對(duì)秸稈復(fù)合管的研究多從秸稈復(fù)合管的材料配比方面進(jìn)行，分析不同材料對(duì)秸稈復(fù)合管的成型、耐久性、出流量、入滲速率、灌水均勻度等方面的影響[18-20]。

常規(guī)灌溉系統(tǒng)的管道有灰土管、素混凝土管、PE管、PVC管、UPVC雙壁波紋管等，多采用工廠化生產(chǎn)，其材質(zhì)相對(duì)均勻，在使用過(guò)程中采用有壓供水，管道一旦出現(xiàn)斷裂將直接影響其使用性能[21]。由于秸稈復(fù)合管是以秸稈和土壤為主要原料，在田間直接經(jīng)秸稈復(fù)合管成型機(jī)擠壓而成，在管材成型過(guò)程中受作物長(zhǎng)勢(shì)、秸稈個(gè)體間差異等影響，再加上大田條件不一、拖拉機(jī)運(yùn)行速度不穩(wěn)定等，勢(shì)必會(huì)影響秸稈復(fù)合管成型時(shí)進(jìn)料的均勻性，可能造成其斷裂。在秸稈復(fù)合管埋設(shè)的過(guò)程中，鋪設(shè)機(jī)具受田間微地形、土壤的變異性以及鋪設(shè)機(jī)械運(yùn)行的不穩(wěn)定等因素影響，也會(huì)造成秸稈復(fù)合管變形、斷裂等。在使用過(guò)程中，秸稈復(fù)合管斷裂對(duì)其水力性能的影響程度如何，能否達(dá)到預(yù)期的灌溉效果，將直接影響秸稈復(fù)合管地下灌溉技術(shù)的成敗。本文以斷裂方式、工作壓力、供水量為試驗(yàn)因素，設(shè)計(jì)3因素3水平正交試驗(yàn)，分析秸稈復(fù)合管不同斷裂方式下的過(guò)水能力和滲水速率，評(píng)測(cè)其滲水效果，以期為秸稈復(fù)合管走向生產(chǎn)實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020年11月—2021年4月在河南省節(jié)水農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室華北水利水電大學(xué)的試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行。供試秸稈復(fù)合管采用試驗(yàn)田種植的玉米秸稈和土壤在現(xiàn)場(chǎng)制作而成。試驗(yàn)分為自由出流試驗(yàn)和地埋出流試驗(yàn)兩部分。

1.1.1 自由出流試驗(yàn) 自由出流試驗(yàn)共設(shè)置3個(gè)處理，分別為完整秸稈復(fù)合管(D0) 、間距1 cm的斜切(45°) 斷裂(D1) 和間距1 cm的直切斷裂(D2) ，分析不同斷裂方式對(duì)秸稈復(fù)合管內(nèi)壓力分布、滲水速率和出流速率的影響。

試驗(yàn)通過(guò)馬氏瓶向秸稈復(fù)合管一端供水，工作壓力水頭50 cm，供水量30 L。秸稈復(fù)合管長(zhǎng)90 cm，斷口位于距離進(jìn)水口50 cm處。為控制秸稈復(fù)合管在亞克力管內(nèi)的斷口間距不變，斷口處采用小木棍和細(xì)鐵絲固定，再用80目尼龍網(wǎng)紗包裹后放置于亞克力管內(nèi)。以進(jìn)水口為起點(diǎn)，沿秸稈復(fù)合管長(zhǎng)度方向每隔10 cm設(shè)置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，亞克力管正下方和側(cè)下方用5 mm的鉆頭開(kāi)三排小孔，孔距2 cm，在每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的下方放置10 cm×20 cm×20 cm的長(zhǎng)方體集水容器。試驗(yàn)裝置如圖1所示(見(jiàn) 120頁(yè))。

1.1.2 地埋出流試驗(yàn) 地埋出流試驗(yàn)采用3因素3水平的正交設(shè)計(jì)，選取斷裂方式(A)、工作壓力(B)、供水量(C)為試驗(yàn)因素，其中，斷裂方式分別為斜切(45°) 、直切和自由(折斷) ，其中自由(折斷) 模擬田間應(yīng)用過(guò)程中秸稈復(fù)合管直接斷成兩段的狀態(tài)，試驗(yàn)過(guò)程中將秸稈復(fù)合管直接用手折斷成兩段。供水量分別為30、40、50 L，工作壓力水頭分別為30、50、70 cm，另設(shè)完整秸稈復(fù)合管作為對(duì)照處理(CK1) ，共設(shè)置10個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，分析不同斷裂方式對(duì)秸稈復(fù)合管內(nèi)壓力水頭分布和滲水速率的影響。試驗(yàn)方案見(jiàn)表1。試驗(yàn)前開(kāi)挖管溝(長(zhǎng)150 cm、寬20 cm、深20 cm) ，將不同處理的秸稈復(fù)合管放置于管溝內(nèi)，斷口位于距離進(jìn)水口75 cm處，斷口間距均為1 cm，連接進(jìn)水口、測(cè)壓管并封堵管尾，然后按自然容重回填。

1.2 測(cè)量指標(biāo)與方法

秸稈復(fù)合管的自由出流試驗(yàn)測(cè)量指標(biāo)為壓力水頭、滲水速率和出流速率。因地埋出流試驗(yàn)無(wú)法收集到秸稈復(fù)合管的出流水量，故無(wú)法測(cè)得出流速率，因而地埋試驗(yàn)的測(cè)量指標(biāo)為壓力水頭和滲水速率。

1.2.1 壓力水頭 秸稈復(fù)合管內(nèi)各測(cè)點(diǎn)的壓力水頭采用自制U型測(cè)壓裝置測(cè)量，該裝置主要包括框架和塑料軟管兩部分，具體見(jiàn)圖2(見(jiàn) 120頁(yè))。試驗(yàn)開(kāi)始前在相鄰軟管內(nèi)注入兩種顏色的水，水柱高度相同，以進(jìn)水口為起點(diǎn)，沿秸稈復(fù)合管長(zhǎng)度方向每隔10 cm設(shè)置一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，將軟管接入各測(cè)點(diǎn)，開(kāi)始供水后，每2 min觀測(cè)并記錄U型測(cè)壓裝置的水柱高差。

表1 地埋試驗(yàn)方案Table 1 Underground test plan

1.2.2 滲水速率 試驗(yàn)采用馬氏瓶供水，用稱重法計(jì)量滲入水量，自由出流試驗(yàn)每隔3 min觀測(cè)并記錄馬氏瓶的重量變化；地埋出流試驗(yàn)每隔2 min觀測(cè)并記錄馬氏瓶的重量變化。滲水速率計(jì)算公式如下：

(1)

式中，v滲為試驗(yàn)中秸稈復(fù)合管的滲水速率(L·h-1)；t為試驗(yàn)過(guò)程中的記錄時(shí)間間隔(min)；m為馬氏瓶的重量(kg)。

1.2.3 出流速率 自由出流試驗(yàn)時(shí)，每隔2 min用電子天平稱量測(cè)點(diǎn)下方集水容器，分別計(jì)量對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的出水量，用于計(jì)算出流速率，出流速率的計(jì)算公式如下：

(2)

式中，v出為試驗(yàn)中秸稈復(fù)合管的出流速率(L·h-1)；t為試驗(yàn)過(guò)程中的記錄時(shí)間間隔(min)；m′表示量杯中水的重量(kg)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2010處理數(shù)據(jù)，用Origin作圖，試驗(yàn)采用直觀分析法和方差分析法，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行顯著性分析(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 自由出流條件下斷裂方式對(duì)秸稈復(fù)合管過(guò)水性能的影響

2.1.1 秸稈復(fù)合管內(nèi)壓力分布 自由出流條件下，不同處理在穩(wěn)定滲水時(shí)秸稈復(fù)合管內(nèi)的壓力水頭分布見(jiàn)圖3。從圖3A中可以看出，間距1 cm的斜切(45°) 斷裂(D1) 下斷口處的壓力水頭曲線與斷口前后兩條曲線大致重合，這表明D1處理斷口前后秸稈復(fù)合管內(nèi)壓力連續(xù)，水流可從斷口處通過(guò)。另外，由于斷裂的秸稈復(fù)合管放置于亞克力管內(nèi)，亞克力管在一定程度上起到了引導(dǎo)水流通過(guò)斷口的作用。D1處理在21～27 min時(shí)間段壓力水頭發(fā)生突變，原因是在21～24 min時(shí)間段，D1處理斷口前的測(cè)壓管與秸稈復(fù)合管連接松動(dòng)，造成水流從測(cè)壓管周圍涌出，管內(nèi)壓力水頭下降，隨即進(jìn)行緊急處理，經(jīng)過(guò)處理后壓力水頭恢復(fù)上升狀態(tài)。

從圖3B可以看出，水流入滲至穩(wěn)定滲水階段，各處理沿管長(zhǎng)方向的壓力水頭分布均接近水平線。完整秸稈復(fù)合管(D0) 的穩(wěn)定壓力水頭基本接近工作壓力水頭，平均為47.9 cm。斷裂狀態(tài)下秸稈復(fù)合管內(nèi)壓力水頭均有所下降，D1、D2處理較D0的壓力水頭分別降低了11.6、14.4 cm，兩個(gè)處理大小關(guān)系依次為D2

2.1.2 秸稈復(fù)合管滲水情況 自由出流條件下各處理的滲水速率隨時(shí)間變化情況如圖4所示。由圖可知，在入滲穩(wěn)定階段，D0、D1、D2的平均滲水速率分別為4.20、53.19、54.90 L·h-1，各處理的秸稈復(fù)合管滲水速率大小關(guān)系依次為D2>D1>D0；相同斷口間距下，D2處理的秸稈復(fù)合管滲水速率大于D1處理。

間距1 cm的直切斷裂(D2) 沿管長(zhǎng)方向出流速率如圖5所示。從圖中可以看出，在秸稈復(fù)合管斷口(50 cm) 處的出流速率達(dá)到最大值24.5 L·h-1，出流速率沿?cái)嗫谙騼啥诉f減。產(chǎn)生該現(xiàn)象的主要原因是，秸稈復(fù)合管完整時(shí)，水流從秸稈復(fù)合管的一端進(jìn)入，其后在管內(nèi)邊入滲邊向管段尾部流動(dòng)，亞克力管各測(cè)點(diǎn)的出流量?jī)H為從秸稈復(fù)合管中正常滲出的水量，而秸稈復(fù)合管存在斷裂時(shí)，亞克力管各測(cè)點(diǎn)的出流量由兩部分組成，一部分為水流通過(guò)秸稈復(fù)合管滲出的水量，另一部分為水流通過(guò)斷口進(jìn)入亞克力管內(nèi)的水量，距離斷口越近，出流量越大，距離斷口越遠(yuǎn)，出流量越小。

2.2 埋入土壤后斷裂方式對(duì)秸稈復(fù)合管過(guò)水性能的影響

2.2.1 秸稈復(fù)合管內(nèi)壓力分布 不同處理的秸稈復(fù)合管埋入土壤后，其管內(nèi)穩(wěn)定壓力水頭分布情況見(jiàn)圖6。從圖中可以看出，埋入土壤后，完整秸稈復(fù)合管(CK1) 的穩(wěn)定壓力水頭高于斷裂秸稈復(fù)合管。在工作壓力50 cm水頭時(shí)，完整秸稈復(fù)合管內(nèi)的壓力水頭由自由出流時(shí)的47.9 cm下降到33 cm左右，斷口間距1 cm的斜切(45°) 秸稈復(fù)合管內(nèi)壓力水頭由自由出流時(shí)的36.3 cm下降到20 cm左右，斷口間距1 cm的直切斷裂秸稈復(fù)合管內(nèi)壓力水頭由自由出流時(shí)的33.5 cm下降到13 cm左右。相比較來(lái)說(shuō)，直切更不利于水流通過(guò)斷口。壓力水頭的下降是由于斷口處滲水較快，甚至有水流滲出地面，形成了出流通道，造成各測(cè)點(diǎn)的壓力下降。而斷口前后秸稈復(fù)合管內(nèi)的壓力連續(xù)，說(shuō)明在地埋條件下斷裂的秸稈復(fù)合管具備過(guò)水能力。分析其原因認(rèn)為，秸稈復(fù)合管是以土壤為主要原材料制作而成的，在埋入土壤后，其密度大于埋管溝內(nèi)的回填土壤及周圍的原狀土壤，從而形成了不同結(jié)構(gòu)的土壤分層。當(dāng)入滲水流到達(dá)這些土壤分界面時(shí)，由于秸稈復(fù)合管本身為相對(duì)密實(shí)的土壤，土壤毛管細(xì)小而土水勢(shì)較低，溝內(nèi)回填土相對(duì)疏松而土水勢(shì)較高，從而阻礙了水流從管內(nèi)向外運(yùn)動(dòng)，水流在管-土界面層會(huì)做短暫的停留后再繼續(xù)向外運(yùn)動(dòng)；當(dāng)入滲水流到達(dá)溝內(nèi)回填土與溝外原狀土界面時(shí)，由于溝內(nèi)回填土壤相對(duì)疏松，其飽和導(dǎo)水率大于溝外原狀土，從而形成了相對(duì)的隔水層，水流在回填土與原狀土界面也將做短暫的停留。因此，在管-溝-土的共同作用下，使得秸稈復(fù)合管具備輸水功能。在秸稈復(fù)合管斷裂狀態(tài)下，當(dāng)斷口間距較小時(shí)，在水流的作用下，可以形成新的通道，使得水流沿著斷裂的秸稈復(fù)合管繼續(xù)向前流動(dòng)。

圖3 自由出流條件下秸稈復(fù)合管壓力水頭Fig.3 Pressure head in SCP under the condition of free discharge

圖4 自由出流條件下各處理的秸稈復(fù)合管滲水速率隨時(shí)間變化情況Fig.4 Change of seepage rate with time of SCP in each treatment under the condition of free discharge

圖5 間距1 cm的直切斷裂沿管長(zhǎng)方向的出流速率分布狀況Fig.5 Distribution of flow velocity along the pipe with the straight cut fracture with a spacing of 1 cm

圖2 自制簡(jiǎn)易U型測(cè)壓裝置Fig.2 Self-made simple U-shaped pressure measuring device

圖6 地埋條件下秸稈復(fù)合管內(nèi)壓力水頭分布Fig.6 Distribution of pressure head in buried SCP

試驗(yàn)結(jié)束一周后，從側(cè)面將其挖開(kāi)觀測(cè)過(guò)水之后秸稈復(fù)合管斷口處的狀況，以斜切(45°) 為例，過(guò)水后斷口處狀態(tài)見(jiàn)圖7。從圖中能明顯看到，秸稈復(fù)合管斷口處已與周圍泥土結(jié)合形成新的通道，將周邊泥土稍加清理，依舊可以看出當(dāng)初的斜切(45°) 斷口。

圖7 過(guò)水后斜切(45°) 斷裂狀態(tài)Fig.7 State of inclined cut (45°) fracture after the flow

依據(jù)斷裂方式的不同，分析各個(gè)斷裂方式下秸稈復(fù)合管內(nèi)穩(wěn)定壓力水頭，如表2所示，3種斷裂方式中,直切最不利于水流通過(guò)斷口，斜切(45°) 和自由(折斷) 對(duì)水流通過(guò)斷口的影響次之。

工作壓力為30 cm水頭時(shí)，自由斷裂較其他兩種斷裂方式的穩(wěn)定壓力水頭都高；工作壓力為70 cm水頭時(shí)，不同處理的穩(wěn)定壓力水頭較工作壓力為50 cm水頭時(shí)相差不大，這表明工作壓力并不是越大越有利于水流通過(guò)斷口，當(dāng)工作壓力超出一定范圍(試驗(yàn)中的50 cm水頭) 時(shí)，大量的水將從斷口處涌出到地面，形成管涌，管內(nèi)壓力大量流失，反而更不利于水流通過(guò)斷口。綜合分析，建議有斷裂狀況的秸稈復(fù)合管的工作壓力不超過(guò)50 cm水頭。

2.2.2 秸稈復(fù)合管滲水情況 不同處理的秸稈復(fù)合管埋入地下，其滲水速率隨時(shí)間變化情況見(jiàn)圖8。從圖8B中可以看出，開(kāi)始供水時(shí)，各處理秸稈復(fù)合管的滲水速率最大，隨著時(shí)間的增加而逐漸減小并趨于穩(wěn)定。秸稈復(fù)合管埋入土壤后，CK1處理的滲水速率穩(wěn)定在14.42 L·h-1左右，遠(yuǎn)小于其他處理，在斷裂狀態(tài)下，處理T2、T5、T8平均滲水速率分別為59.18、56.35、48.30 L·h-1，不同斷裂方式下的滲水速率大小關(guān)系依次為斜切(45°) >直切>自由(折斷) 。在工作壓力50 cm水頭時(shí)，地埋完整秸稈復(fù)合管的平均滲水速率較自由出流擴(kuò)大了3.43倍，地埋間距1 cm的直切斷裂的平均滲水速率較自由出流擴(kuò)大了1.03倍，地埋間距1 cm的斜切(45°) 斷裂的平均滲水速率較自由出流擴(kuò)大了1.11倍，這說(shuō)明秸稈復(fù)合管與周圍回填土、原狀土的共同作用提高了滲水速率。

由圖8A可以看出，工作壓力為30 cm水頭時(shí)，不同斷裂方式下的滲水速率大小關(guān)系依次為自由(折斷) >斜切(45°) >直切；由圖8C可以看出，工作壓力為70 cm水頭時(shí)，不同斷裂方式下的滲水速率大小關(guān)系依次為斜切(45°) >直切>自由(折斷) 。

2.3 斷裂狀態(tài)下秸稈復(fù)合管水力性能分析

出流狀態(tài)、斷裂方式、工作壓力、供水量等因素均影響秸稈復(fù)合管的水力性能，為了分析各因素對(duì)其滲水速率影響的顯著性，對(duì)埋入土壤后秸稈復(fù)合管的滲水速率進(jìn)行極差和方差分析，結(jié)果見(jiàn)表3。其中滲水速率為3次重復(fù)試驗(yàn)的平均值。

表2 不同處理下秸稈復(fù)合管內(nèi)穩(wěn)定壓力水頭/cmTable 2 Stable pressure head in SCP under different treatments

圖8 地埋條件下不同工作壓力水頭秸稈復(fù)合管的滲水速率Fig.8 Water seepage rate of SCP with different working pressure heads under buried condition

表3 各因素的極差和方差分析表Table 3 Extreme difference and analysis of variance of each factor

從表3可知，各因素對(duì)平均滲水速率影響的主次順序?yàn)椋汗ぷ鲏毫?供水量>斷裂方式。工作壓力水頭越小，平均滲水速率越??；從斷裂方式比較，斜切(45°) 的滲水速率要大于直切和自由(折斷) 。

由表3可知，3個(gè)因素的F值均小于F0.05，這表明斷裂方式、工作壓力和供水量對(duì)秸稈復(fù)合管的滲水速率均無(wú)顯著性影響。造成試驗(yàn)因素不顯著可能有兩方面的原因，一方面可能是田間試驗(yàn)周期較長(zhǎng)，在指標(biāo)測(cè)定和數(shù)據(jù)處理中存在自然因素和認(rèn)為主觀因素的干擾，產(chǎn)生偶然誤差；另一方面可能是試驗(yàn)中斷口間距(1 cm) 較小，由于秸稈復(fù)合管管材的特性，水流通過(guò)斷口時(shí)能夠和周圍土壤結(jié)合形成過(guò)水通道，向后方正常輸送水流，導(dǎo)致在入滲過(guò)程中其他因素對(duì)滲水速率的影響不顯著。

本研究中，秸稈復(fù)合管的滲水速率不受供水量的影響，作物在不同生育期的需水量差別較大，具體表現(xiàn)為前期需水量相對(duì)較少，中期達(dá)到最大，后期又減少，這意味著斷裂狀態(tài)下的秸稈復(fù)合管在不同灌溉季節(jié)下的灌水需求都可以滿足。

3 討 論

本文對(duì)秸稈復(fù)合管在不同斷裂方式下的水力性能進(jìn)行了初步探索，地埋條件下，在管-溝-土的協(xié)同作用下，斷裂的秸稈復(fù)合管具備過(guò)水能力，在水流的作用下，秸稈復(fù)合管斷口處可與周圍泥土結(jié)合形成新的通道，水流可通過(guò)斷口繼續(xù)向后方輸送，表明秸稈復(fù)合管在斷裂狀態(tài)下可以滿足地下灌溉的要求。除文中3種斷裂方式外，為討論斷口間距對(duì)秸稈復(fù)合管水力性能的影響，還增加了間距6 cm的直切斷裂(D3) 試驗(yàn)。在入滲穩(wěn)定階段，D3的穩(wěn)定壓力水頭為29.3 cm，較D0的壓力水頭降低了18.6 cm；D3的平均滲水速率為85.60 L·h-1。分析可得斷口間距對(duì)秸稈復(fù)合管內(nèi)壓力分布、滲水速率的影響比斷裂方式更為明顯，斷口間距越大，水流經(jīng)過(guò)斷口處的水頭損失越大，越不利于水流通過(guò)斷口向后輸水。由此可以推測(cè)，當(dāng)斷口間距超過(guò)一定范圍后，水流將從斷口處直接流出，不再繼續(xù)流向斷口以后的管道。在生產(chǎn)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)注意斷口間距大小，避免斷口間距過(guò)大影響整體灌水效果。另外，本文僅針對(duì)不同斷裂方式的秸稈復(fù)合管進(jìn)行了3次灌水，作物生育期內(nèi)多次灌水后斷裂方式對(duì)秸稈復(fù)合管水力性能的影響還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

1) 自由出流條件下，斷裂秸稈復(fù)合管內(nèi)壓力水頭均有所下降，D1、D2處理較D0的壓力水頭47.9 cm分別降低了11.6、14.4 cm，兩個(gè)處理大小關(guān)系為D2

2) 地埋條件下，完整秸稈復(fù)合管的穩(wěn)定壓力水頭高于斷裂秸稈復(fù)合管；不同斷裂方式下秸稈復(fù)合管內(nèi)壓力分布大小關(guān)系為直切<斜切(45°)<自由(折斷) ；不同斷裂方式下秸稈復(fù)合管滲水速率大小關(guān)系為斜切(45°)>直切>自由(折斷) ；與直切和斜切(45°) 相比，自由斷裂對(duì)水流通過(guò)斷口時(shí)的影響較小。

3) 地埋條件下，管內(nèi)壓力隨工作壓力的增加呈倒U形分布，表明工作壓力增大到一定程度(試驗(yàn)中大于50 cm水頭) 時(shí)，斷口處水流增大，甚至出現(xiàn)管涌，管內(nèi)壓力不升反降，斷口前后的水流連續(xù)性變差。因此本研究中，斷裂秸稈復(fù)合管的工作壓力推薦采用50 cm水頭。在秸稈復(fù)合管應(yīng)用過(guò)程中可能出現(xiàn)多種斷裂方式，只要間距不超過(guò)試驗(yàn)中的1 cm范圍，對(duì)其灌水效果都沒(méi)有明顯影響。