壟溝集雨種植系統(tǒng)水分入滲特性模擬研究

劉玉華，史紀(jì)安，王帥飛，張少杰

(河南科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院, 河南 洛陽(yáng) 471023)

水資源短缺是世界性難題，提高降雨資源化利用效率是旱地農(nóng)業(yè)的首要選擇。農(nóng)田壟溝集雨種植技術(shù)(又稱微集水種植技術(shù))作為旱作農(nóng)田雨水就地富集疊加利用的一種重要模式，將壟作種植與覆膜種植的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，借助壟上覆膜等農(nóng)藝措施使降落于壟面上的雨水匯流入溝內(nèi)，實(shí)現(xiàn)降水由壟面(集水區(qū))向集水溝(種植區(qū))中匯集，從而達(dá)到自然降雨集中利用和改善旱作農(nóng)田土壤水分狀況的目的，已成為提高旱地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的一項(xiàng)重要技術(shù)措施并在多種作物和牧草上推廣應(yīng)用[1-7]。

壟和溝是組成壟溝集雨種植系統(tǒng)的2個(gè)重要構(gòu)件，壟溝帶型(壟溝寬度及其比例)是壟溝集雨種植的重要技術(shù)參數(shù)，直接影響壟溝集雨種植技術(shù)的實(shí)施效果[8-11]。農(nóng)田壟溝集雨種植技術(shù)中由于起壟、覆膜等農(nóng)事操作改變了農(nóng)田微地形和下墊面，使得壟溝集雨種植農(nóng)田降雨入滲特性比一般農(nóng)田復(fù)雜。目前關(guān)于壟溝集雨種植技術(shù)的研究多限于壟溝寬度比例的優(yōu)化[12-14]，由于不同作物所對(duì)應(yīng)的特定種植條件導(dǎo)致壟溝帶型最優(yōu)解存在較大差異，很大程度上與壟溝集雨種植系統(tǒng)水分入滲特性以及壟溝寬度對(duì)水文過(guò)程的影響機(jī)理不同有關(guān)。

本研究采用試驗(yàn)土槽和人工降雨模擬試驗(yàn)[15-16]，分析了不同帶型壟溝在相同降雨事件下的水分入滲分布規(guī)律，同時(shí)比較壟溝寬度對(duì)土壤水分入滲特性和調(diào)控效果的影響，以期為農(nóng)田壟溝集雨種植技術(shù)應(yīng)用中壟溝帶型的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)土壤采自豫西丘陵旱坡地耕作層，屬中壤褐土。田間取樣時(shí)，逐層(以5 cm為一個(gè)土層)采集農(nóng)田地表(0～40 cm)土樣，將土樣風(fēng)干后過(guò)1 mm篩，調(diào)配土壤初始含水率為10%，之后靜置24 h促使土壤含水率均一，然后按田間對(duì)應(yīng)土層裝入試驗(yàn)土槽，土層間打毛以防止對(duì)土壤水分入滲的影響。

試驗(yàn)裝置由試驗(yàn)土槽和模擬降雨裝置兩部分組成，其中試驗(yàn)土槽采用厚度10 mm透明有機(jī)玻璃板制作，土槽內(nèi)部長(zhǎng)200 cm、寬20 cm、高110 cm，其底部設(shè)置若干排氣孔以消除氣阻，在有機(jī)玻璃試驗(yàn)土槽一側(cè)打孔，預(yù)留時(shí)域反射儀(time domain reflectometry，TDR)探測(cè)孔；另一側(cè)保持清潔透明以便數(shù)碼相機(jī)記錄濕潤(rùn)鋒動(dòng)態(tài)變化。模擬降雨裝置采用針頭式降雨器[15]，降雨器為長(zhǎng)200 cm、寬20 cm、高30 cm的水箱，底部均勻排布7號(hào)注射針頭，通過(guò)改變降雨器內(nèi)的水位調(diào)節(jié)降雨強(qiáng)度，模擬降雨全部進(jìn)入試驗(yàn)土槽內(nèi)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試項(xiàng)目

試驗(yàn)時(shí)土壤填裝體積為200 cm×20 cm×100 cm，試驗(yàn)設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度為16 mm/h，降雨量24 mm，試驗(yàn)歷時(shí)81 min。試驗(yàn)土槽內(nèi)分別設(shè)計(jì)寬帶型壟溝(溝寬、壟寬均為60 cm)和窄帶型壟溝(溝寬、壟寬均為45 cm)，2種壟溝均為1∶1帶型，壟高15 cm[3,5,17-18]?；趬艤霞隃?種植區(qū))水分入滲的對(duì)稱性，在土槽內(nèi)開(kāi)挖1/2壟溝系統(tǒng)，其壟溝斷面如圖1所示。試驗(yàn)開(kāi)始前24 h，在壟上覆膜并將膜垂直固定于壟溝交界處土中，為消除壟溝開(kāi)挖和覆蓋地膜等操作對(duì)土壤水分分布的影響，在土槽內(nèi)土壤表面覆蓋薄膜保墑靜置24 h，以促使土槽內(nèi)各部分土壤含水率達(dá)到一致[16]。

圖1 1/2壟溝集雨系統(tǒng)斷面示意圖Fig.1 Schematic diagram of semi-rainwater harvesting system cross section

本試驗(yàn)擬在人工降雨的3，5，7，9，11，16，21和81 min對(duì)土壤濕潤(rùn)鋒運(yùn)移軌跡進(jìn)行拍攝，設(shè)定時(shí)間后伴隨降雨進(jìn)程用數(shù)碼相機(jī)自動(dòng)記錄壟溝斷面土壤濕潤(rùn)鋒運(yùn)移圖像，試驗(yàn)結(jié)束后標(biāo)定圖像參照系，將所記錄濕潤(rùn)鋒圖像用光柵圖矢量化軟件系統(tǒng)(R2V)矢量化后，導(dǎo)入地理信息系統(tǒng)(GIS)，提取濕潤(rùn)鋒面積，并計(jì)算濕潤(rùn)鋒運(yùn)移累計(jì)面積及變化速度[19]。為觀測(cè)土壤水分橫向運(yùn)動(dòng)，將壟面從壟溝交界到壟中心距離3等分，等分點(diǎn)分別記作壟腰和壟頂(圖1)，在溝中心、壟溝交界、壟腰、壟頂和壟中心5個(gè)部位，利用時(shí)域反射儀(TDR)連接探針測(cè)定不同降雨歷時(shí)及降雨后0～72 h不同土層(0～5，5～10，10～15，15～20，20～25，25～30，30～35和35～40 cm)的土壤含水率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同帶型壟溝中集雨溝土壤濕潤(rùn)鋒分布特征

濕潤(rùn)鋒是水分下滲過(guò)程中土壤被濕潤(rùn)的先頭部位與干土層形成的明顯交界面，濕潤(rùn)鋒在空間的分布及其動(dòng)態(tài)，可以間接地反映不同帶型壟溝中集雨溝的土壤水分空間分布和入滲過(guò)程。圖2為相同初始含水率和同一降雨事件下，利用數(shù)碼相機(jī)和地理信息系統(tǒng)(GIS)記錄與提取的濕潤(rùn)峰運(yùn)移動(dòng)態(tài)，其直觀顯示了不同帶型壟溝橫截面中土壤濕潤(rùn)鋒的分布與入滲信息。

從圖2壟溝集雨系統(tǒng)斷面可以看出，2種帶型壟溝土壤水分入滲所呈現(xiàn)的濕潤(rùn)鋒具有相似的空間分布規(guī)律，在壟溝交界處土壤浸潤(rùn)鋒水平和垂直推進(jìn)速度大于其他部位，半壟溝集雨系統(tǒng)橫截面大致呈現(xiàn)為壟溝交界水分富集區(qū)(A)、溝內(nèi)水分過(guò)渡區(qū)(B)和溝中心水分次富集區(qū)(C)3部分。

在壟溝交界處濕潤(rùn)鋒浸潤(rùn)面積較大(圖2中A段)，表明壟溝交界處土壤水分出現(xiàn)了富集，這是因?yàn)閴琶娼涤杲?jīng)壟面覆蓋的地膜攔截形成徑流進(jìn)入溝內(nèi)時(shí)首先途經(jīng)壟溝交界處，與該部位承接的自然降雨疊加造成局部水分相對(duì)豐沛從而促進(jìn)水分入滲有關(guān)。降雨初期，壟溝交界處表層土壤水分在未達(dá)到飽和前水勢(shì)較高，促使水分持續(xù)向壟內(nèi)橫向側(cè)滲、向溝內(nèi)縱向入滲，表現(xiàn)為濕潤(rùn)鋒在壟溝交界處濕潤(rùn)面積和入滲距離增大；隨著降雨的持續(xù)，壟溝交界處表層土壤水分接近飽和出現(xiàn)積水，徑流向溝中心推進(jìn)，徑流破壞了表層土壤結(jié)構(gòu)，降低了水分入滲速度，從而形成了水分過(guò)渡區(qū)，最后徑流抵達(dá)種植溝中心，在此相遇形成另一個(gè)水分富集區(qū)，濕潤(rùn)峰下移深度增大。

如圖2所示，盡管2種壟溝帶型濕潤(rùn)鋒在壟溝交界處均呈現(xiàn)出垂直入滲和橫向側(cè)滲增大現(xiàn)象，但窄帶型壟溝濕潤(rùn)峰距壟溝交界處最大側(cè)滲距離為6.14 cm，比寬帶型壟溝濕潤(rùn)峰距離壟溝交界處的橫向最大側(cè)滲距離(7.28 cm)減小了1.14 cm，表明在相同的降雨事件中，同比例(1∶1)帶型的濕潤(rùn)鋒橫向側(cè)滲距離比較接近。但是在壟溝交界處水分富集區(qū)，窄帶型壟溝的浸潤(rùn)峰面積占整個(gè)濕潤(rùn)鋒面積的比例(64.03%)大于寬帶型壟溝(47.28%)，可知窄帶型壟溝中，土壤水分大多滲入于壟側(cè)膜下，而地膜具有土壤水分蓄積保墑效果，故窄帶型壟溝更有利于水分蓄積保墑。本研究發(fā)現(xiàn)，在寬帶型壟溝中，壟溝交界處表層土壤沖蝕搬運(yùn)現(xiàn)象相對(duì)明顯，原因是壟面寬度大，容易形成較大徑流，徑流沖擊破壞了壟溝交界處土壤結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生了侵蝕。

A.壟溝交界水分富集區(qū)；B.溝內(nèi)水分過(guò)渡區(qū)；C.溝中心水分次富集區(qū)A.Water rich area in ridge and furrow junction;B.Water transition zone in furrow;C.Water sub-rich area in the furrow center 圖2 不同降雨歷時(shí)下2種帶型集雨壟溝土壤濕潤(rùn)鋒的分布狀態(tài)Fig.2 Distribution of wetting front under different periods of rainfall at cross section of 2 rain water-harvesting systems

2.2 不同帶型壟溝中集雨溝土壤含水率分布特征

濕潤(rùn)鋒的分布直觀地說(shuō)明不同帶型土壤水分入滲存在一定的空間差異性，因此進(jìn)一步測(cè)定了壟溝集雨種植系統(tǒng)中5個(gè)測(cè)點(diǎn)表層(做圖時(shí)選取0～30 cm土層，是因?yàn)楸驹囼?yàn)?zāi)M降雨量下濕潤(rùn)鋒最大下滲深度為30.38 cm)土壤降雨結(jié)束時(shí)的含水率，結(jié)果如圖3所示。

圖3 不同帶型壟溝中集雨溝土壤含水率的變化動(dòng)態(tài)Fig.3 Soil moisture content of rainwater-harvesting systems

圖3顯示，同一土層深度下，壟溝交界處土壤含水率最高，其次是溝中心、壟腰。因本試驗(yàn)濕潤(rùn)鋒橫向側(cè)滲沒(méi)有到達(dá)壟頂和壟中心部位，故這2個(gè)測(cè)點(diǎn)土壤含水率為初始含水率(10%)。

從圖3可知，在壟溝交界處和溝中心，不同帶型壟溝中集雨溝土壤含水率隨土層深度增加而減少，在到達(dá)濕潤(rùn)鋒處接近土壤初始含水率。在壟溝交界處，寬帶型壟溝土壤含水率從地表的31.64%下降到30 cm土層的11.76%，依然高于初始含水率(10%)；而窄帶型壟溝土壤含水率則從地表的30.85%下降到30 cm土層的10%。在溝中心，隨著土層深度增加，寬帶型和窄帶型壟溝土壤含水率分別從29.86%和28.71%下降到了25 cm土層的12.73%和10%。此后窄帶型壟溝濕潤(rùn)鋒停滯，寬帶型壟溝濕潤(rùn)鋒繼續(xù)向下推進(jìn)至29.8 cm處，與窄帶型壟溝相比，最終寬帶型壟溝的水分垂直入滲深度增大4.8 cm，表明在相同的降雨事件中，寬帶型壟溝集雨溝中的土壤水分下滲深度大于窄帶型壟溝。

圖3顯示，在壟腰處，2種帶型壟溝集雨溝土壤含水率均隨著土層深度的增加呈先增大后減小的趨勢(shì)，但窄帶型壟溝最大含水率(19.14%)出現(xiàn)在土層10 cm深度處，而寬帶型壟溝壟腰處最大含水率(22.12%)出現(xiàn)在土層15 cm深度處，表明在相同的降雨事件中，寬帶型壟溝由于其溝底較寬，攔蓄更多雨水，故水分垂直入滲過(guò)程受重力作用影響顯著，下滲深度更大。

2.3 不同帶型壟溝中集雨溝濕潤(rùn)鋒運(yùn)移累計(jì)面積及其變化速度

壟溝寬度是農(nóng)田壟溝集雨種植技術(shù)中壟溝系統(tǒng)構(gòu)建的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，壟溝寬度影響壟溝間土壤水分的分布。在相同初始含水率和降雨條件下，2種帶型壟溝濕潤(rùn)鋒運(yùn)移累計(jì)面積及運(yùn)移速度見(jiàn)圖4。

圖4 不同帶型壟溝中集雨溝濕潤(rùn)鋒運(yùn)移累計(jì)面積及變化速度的動(dòng)態(tài)變化Fig.4 Comparison of wetting front accumulative area and wetted area migration speed

圖4顯示，2種帶型壟溝在接納雨水過(guò)程中的濕潤(rùn)鋒運(yùn)移累計(jì)面積存在差異。寬帶型壟溝濕潤(rùn)鋒運(yùn)移累計(jì)面積在降雨開(kāi)始的前9 min為339.59 cm2，大于窄帶型壟溝(294.1 cm2)；隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，在降雨開(kāi)始10 min后卻低于窄帶型壟溝；之后在降雨開(kāi)始15 min后寬帶型壟溝的濕潤(rùn)鋒運(yùn)移累計(jì)面積再次高于窄帶型壟溝；在降雨停止時(shí)(81 min)，寬帶型壟溝的濕潤(rùn)鋒運(yùn)移累計(jì)面積比窄帶型壟溝大94.4 cm2。這與起壟覆膜攔截降雨形成徑流量隨著覆蓋面積增加而增大，寬壟面徑流快速充滿整個(gè)種植溝并形成地表積水進(jìn)而促進(jìn)入滲有關(guān)。

從濕潤(rùn)面積變化速度(圖4)來(lái)看，2種帶型壟溝也存在明顯差異。在降雨開(kāi)始3 min內(nèi)，2種帶型壟溝的濕潤(rùn)面積變化速度接近；之后隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，寬帶型壟溝的濕潤(rùn)面積變化速度明顯高于窄帶型壟溝，于降雨5 min時(shí)達(dá)到峰值48.3 cm2/min，7 min后下降為36.53 cm2/min，被窄帶型壟溝超越；在降雨11 min時(shí)，窄帶型壟溝的濕潤(rùn)面積變化速度達(dá)到峰值58.17 cm2/min；在降雨16 min后2種帶型壟溝的濕潤(rùn)面積變化速度再次相近，且均表現(xiàn)為隨著時(shí)間的延長(zhǎng)呈減小趨勢(shì)，這是因?yàn)?種帶型壟溝溝內(nèi)表層土壤水分接近飽和，則土壤水分入滲以下滲為主，故2種帶型壟溝濕潤(rùn)面積變化速度呈現(xiàn)相似規(guī)律。

圖4顯示，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，2種帶型壟溝濕潤(rùn)面積變化速度總體均呈先達(dá)到峰值之后又遞減的變化規(guī)律。這是因?yàn)樵诮涤觊_(kāi)始階段，壟面膜匯集的徑流量小于溝內(nèi)直接承接的降雨量，集雨溝內(nèi)表層土壤水分尚未飽和，故濕潤(rùn)鋒運(yùn)移速度增大；之后隨著降雨時(shí)間延長(zhǎng)，徑流流經(jīng)壟溝交界處促進(jìn)溝內(nèi)土壤水分入滲，由于寬壟面匯集徑流量大并且徑流沖擊破壞壟溝交界處土壤結(jié)構(gòu)，土壤水分很快達(dá)到飽和，因此濕潤(rùn)鋒運(yùn)移速度降低。窄帶型壟溝徑流形成滯后于寬帶型，并且徑流量小，因此壟溝交界處土壤受到的沖擊稍弱，故其濕潤(rùn)面積變化速度峰值較寬帶型壟溝大，并且相對(duì)滯后。

2.4 不同帶型壟溝中集雨溝3個(gè)部位土壤含水率之差的分布特征

2種帶型壟溝中，由于土壤水分橫向側(cè)滲沒(méi)有到達(dá)壟頂和壟中心觀測(cè)點(diǎn)的土壤內(nèi)，并且人工降雨24 h后才下滲至深度25 cm左右土層內(nèi)，在人工降雨72 h后才下滲至深度30 cm左右土層內(nèi)，故本研究進(jìn)一步對(duì)比人工降雨后0～72 h，集雨溝溝中心、壟溝交界、壟腰3個(gè)觀測(cè)部位2種帶型壟溝土壤含水率之差(相同土層中寬帶型壟溝土壤含水率W寬與窄帶型壟溝土壤含水率W窄之差)的變化，結(jié)果如圖5所示。圖5顯示，降雨結(jié)束0 h，2種帶型壟溝表層土壤(0～10 cm)含水率均接近飽和，故兩者土壤含水率之差較??；隨著土層深度的增加，在10～20 cm土層，2種帶型壟溝土壤含水率差異增大。在溝中心和壟腰相同深度土層中，寬帶型壟溝的土壤含水率均大于窄帶型壟溝，尤其在深度為13～19 cm的土層內(nèi)二者差異非常明顯；而在壟溝交界處相同深度土層中，2種帶型壟溝土壤含水率差異較小。

圖5 人工降雨后0～72 h集雨溝不同觀測(cè)部位2種帶型壟溝土壤含水率之差的變化Fig.5 Variation of soil moisture contents in different observation parts during 0-72 h after artificial rainfall in rainwater-harvesting systems

人工降雨結(jié)束24 h，壟溝系統(tǒng)不同測(cè)點(diǎn)土壤含水率的變化規(guī)律與降雨結(jié)束時(shí)(0 h)相近，2種帶型壟溝土壤含水率差異在表層(0～10 cm)土壤中較小，而在深層(10～25 cm)土壤中較大。在溝中心和壟腰相同深度土層中，寬帶型壟溝的土壤含水率總體大于窄帶型壟溝；而在壟溝交界處相同深度土層中，2種帶型壟溝土壤含水率差異較小。

人工降雨結(jié)束48 h，3個(gè)觀測(cè)點(diǎn)2種帶型壟溝土壤含水率差異在表層(0～15 cm)土壤中較小，在深層(15～30 cm)土壤中較大。在溝中心相同深度土層，寬帶型壟溝土壤含水率均大于窄帶型壟溝。

人工降雨后72 h，在0～20和20～30 cm土層，2種帶型壟溝土壤含水率明顯不同。其中在0～20 cm土層，2種帶型壟溝土壤含水率無(wú)明顯變化規(guī)律；在20～30 cm土層，寬帶型壟溝土壤含水率大于窄帶型，且2種帶型壟溝土壤含水率差異進(jìn)一步加大，表明寬帶型壟溝土壤水分垂向入滲量較大，有發(fā)生深層滲漏的風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)論與討論

土壤水分入滲是農(nóng)田降水或者灌溉水轉(zhuǎn)化為可供作物吸收利用水的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于農(nóng)田管理及其農(nóng)藝技術(shù)措施優(yōu)化具有重要意義，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已對(duì)土壤濕潤(rùn)體的形狀進(jìn)行了大量研究。針對(duì)壟溝集雨種植技術(shù)中雨水入滲過(guò)程及其變化規(guī)律的研究，多是根據(jù)觀測(cè)的土壤水分值擬合趨勢(shì)線進(jìn)行推演，耗時(shí)且不直觀，誤差較大。本研究采用數(shù)碼相機(jī)記錄濕潤(rùn)鋒動(dòng)態(tài)變化，并借用地理信息系統(tǒng)(GIS)強(qiáng)大的圖像信息分析功能提取壟溝集雨種植系統(tǒng)中土壤水分濕潤(rùn)鋒信息，與管瑤等[20]利用土壤點(diǎn)源入滲自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)監(jiān)測(cè)滴頭下土壤濕潤(rùn)研究的原理相同，采用這種方法能夠準(zhǔn)確描述濕潤(rùn)過(guò)程及土壤入滲過(guò)程，具有更優(yōu)越的適時(shí)性和精度，且可以直觀顯示壟溝土壤水分動(dòng)態(tài)，比常規(guī)方法切實(shí)可行。

農(nóng)田壟溝集雨種植技術(shù)通過(guò)起壟、覆膜等農(nóng)藝措施，將壟上降雨攔截就地轉(zhuǎn)移至鄰近種植溝內(nèi)，集成集雨、蓄水和保墑等優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)了旱地農(nóng)業(yè)的發(fā)展。帶型決定了壟溝系統(tǒng)所承接的降雨總量及水分空間分布特征，但不同帶型壟溝的集雨保墑效果存在差異。韓清芳等[3]研究認(rèn)為，同一比例的壟溝帶型隨著帶型的窄化(壟寬、溝寬減小)，降雨在集雨溝內(nèi)的垂直下滲也減弱，這與本研究結(jié)論一致；但同時(shí)認(rèn)為水分在溝內(nèi)水平分布的不均勻性降低，這與本試驗(yàn)結(jié)論有一定差異。針對(duì)一個(gè)壟溝單元而言，不同帶型壟溝側(cè)滲距離差別較小，在一定寬度內(nèi)壟溝帶型窄化有利于側(cè)滲，這與在相同單位面積上起壟覆膜，窄帶型壟溝有助于增加壟溝交界區(qū)面積，進(jìn)而增加壟內(nèi)水分入滲有關(guān)。丁瑞霞等[17]發(fā)現(xiàn)，農(nóng)田寬帶型壟溝種植系統(tǒng)中，小麥、糜子和谷子的邊際效應(yīng)明顯。本試驗(yàn)中，寬帶型壟溝濕潤(rùn)鋒分布和土壤水分入滲特性較優(yōu)，可知壟溝集雨溝(種植區(qū))邊際效應(yīng)明顯，不完全是因?yàn)檫呅型L(fēng)采光等條件優(yōu)越所致，更與壟溝交界處土壤含水率高有關(guān)，這與韓清芳等[3]的研究結(jié)論一致，即水分的空間差異性促進(jìn)了邊行邊際效應(yīng)的表達(dá)。本試驗(yàn)僅研究了相同降雨事件下溝寬與壟寬為1∶1壟溝的土壤水分入滲和再分布過(guò)程，水分分布的差異性如何影響作物，以及不同帶型壟溝水分蓄積入滲規(guī)律如何，還需大田試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，以便為壟溝帶型優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

本試驗(yàn)借助數(shù)碼相機(jī)和GIS適時(shí)記錄與提取濕潤(rùn)鋒信息，在室內(nèi)模擬相同壟溝比例和降雨事件下壟溝集雨溝(種植區(qū))土壤水分的入滲特性，得到以下結(jié)論：數(shù)碼相機(jī)結(jié)合GIS提取方法能夠直觀、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)壟溝集雨溝(種植區(qū))土壤水分動(dòng)態(tài)規(guī)律；不同帶型壟溝集雨溝(種植區(qū))濕潤(rùn)鋒在壟溝交界處的橫向側(cè)滲和縱向入滲距離擴(kuò)大，具有壟溝交界部位相似的土壤水分富集特征，是壟溝集雨溝內(nèi)種植區(qū)邊際效應(yīng)的重要誘因；壟溝集雨溝(種植區(qū))表層土壤含水率隨著土層深度的增加而減小，不同帶型壟溝土壤含水率差異主要集中在溝中心和壟腰部位，不同帶型壟溝水分側(cè)向入滲差異較小，土壤水分下滲深度隨壟溝寬度增大而加深，窄帶型壟溝有利于降低水分損失。