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摘要
农田灌溉管理过程中优先流降低水肥利用效率，加剧地下水污染风险。本文基于碘化钾-淀粉染色示踪试验，分析了地面灌DM、微喷灌WP1(20 mm·h-1)、微喷灌WP2(40 mm·h-1)处理下的裂隙优先流特征，验证了基于水量平衡的双域渗透模型的有效性，并采用4组初始体积含水率(0.20、0.25、0.30、0.35 cm3·cm-3)与5组灌水强度(12.0、24.0、36.0、48.0、60.0 mm·h-1)旋转组合设计进行模拟应用分析。结果表明，WP1、WP2处理整体上水分以均匀的基质流形式入渗；DM处理下的土壤剖面染色区域在垂直方向上可明显划分为基质流区(0 ～ 6.9 cm)和优先流区(> 6.9 cm)。此外，DM处理下的基质流深度、灌水均匀度显著(P < 0.05)小于WP1、WP2处理，而其优先流指数及湿润锋弯曲度均极显著大于(P < 0.01)WP1、WP2处理，这表明地面灌可以激活更多的优先流路径，增大优先流发育程度和空间异质性，降低灌水质量。基于水量平衡的双域渗透模型可有效预测不同灌水强度下的基质流深度和土壤剖面染色面积比变化趋势(R2 ≥ 0.9276、NSE ≥ 0.8844、RSR ≤ 0.0230)，初始体积含水率和灌水强度旋转组合设计模拟结果表明，增加灌水强度或减小初始含水率会增加优先流的程度而降低灌水质量，故建议在农田灌溉管理过程中采用“高频少量”的灌水模式以减少优先流导致的水肥利用效率降低。该研究成果可为农田灌溉决策提供理论依据，其试验数据可为优先流模型优化与验证提供重要的数据支撑。
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