地面灌溉是一种应用最为广泛传统的灌水方法,目前,世界总灌溉面积95%以上、我国总灌溉面积的98%均采用地面灌溉方式。因此,对地面灌溉进行改进具有非常重要的意义。沟灌是地面灌溉中的一种常用的灌水方法,与畦灌不同,沟灌入渗属于二维入渗,影响因素复杂。论文在分析总结国内外地面灌溉理论与技术研究成果的基础上,采用室内试验和数值模拟相结合的技术路线,主要研究了沟灌交汇入渗特性及其影响因素和入渗数学模型,主要研究成果与结论如下:1)通过用高速离心机测定中壤土和砂土土壤水分特征曲线,水平吸渗法测定其非饱和土壤水扩散率,用RETC软件对土壤水分特征曲线和非饱和土壤水扩散率进行了拟合,获得了不同容重条件下VG模型的有关参数值,为进一步进行数值模拟提供了基础。2、为消除试验过程中的人为和设备因素的不利影响,以土壤水动力学非饱和土壤水分运动基本方程为基础,加以适当的边界条件和初始条件,建立了沟灌交汇入渗土壤水分运动模型,对沟灌交汇入渗的入渗过程进行了模拟,并验证了累积入渗量和湿润锋的推进过程,表明所建数学模型能够较好地模拟沟灌入渗过程。3、通过对杨凌中壤土、渭河砂土入渗特性的模拟结果进行分析,建立了以Kostiakov入渗模型为基础的沟灌入渗的两阶段模型。通过分析发现,沟灌交汇入渗符合Kostiakov入渗模型,也符合两阶段模型。建立了沟灌交汇入渗的减渗量和减渗率计算模型。研究分析了在同一灌水定额下,湿润体内含水量的分布。在灌水定额一定的情况下,沟中水深的增大有利于水分的水平入渗;随着初始含水量的增大,有利于水分的水平和垂向入渗,相同含水率所包围的湿润体面积变大;随着土容重的变大,有利于水分的水平和垂向入渗,湿润的土体区域依次变大。4、通过分析沟中水深、土壤初始含水量和土壤容重对沟灌交汇入渗累计入渗量的影响,建立了简单的计算沟灌交汇入渗累积入渗量的求解模型。并对此模型进行了验证,结果表明此模型是可靠的。