针对宁夏引黄灌区高效节水灌溉中黄河水流量大、含沙量大难以低成本过滤的问题,对引黄高含沙水农田非全流过滤装置进行了试验研究。采用试验对比的方法,设计了“非饱和土壤水+地埋竖直过滤式(V)”、“非饱和土壤水+地埋水平过滤式(L)”、“非饱和土壤水+辐射井过滤式(R)”、“饱和土壤水+渗水井过滤式(S)”四种不同的非全流过滤装置方案,对以黄河水为水源的高含沙非全流过滤效果进行了较系统的试验研究,为引黄灌区高含沙水农田非全流过滤提供理论依据和技术支撑。试验研究成果如下:(1)通过室内土柱实验得出了在不同水头条件下的试验区土壤入渗规律,得到了适宜农田条件下引黄灌区高含沙水非全流过滤装置试验的最优水头。以试验区引黄灌区唐徕渠渠脚附近农田土壤为入渗对象,设计了 20cm(H20)、57.5cm(H57.5)、95cm(H95)三个不同水头,进行了定水头土柱入渗实验。实验得出:不同水头下湿润锋的运移速度不同,但是都遵循指数为正的幂函数关系规律,由大到小依次为H95>H57.5>H20。累积入渗量和累积入渗率与水头成正比例关系,但是当水头增加到57.5ml继续增加水头时,累积入渗量和累积入渗率的增长速度降低。水分入渗时土壤含水率主要分为三个阶段:迅速上升阶段、缓慢上升阶段、稳定阶段。三种方案渗出水量由大到小依次为 H95>H57.5>H20,分别为 146.46 ml、258.83ml、305.83ml,H57.5 比 H20 增加 76.72%,H95比H20增加108.81%,但是H95比H57.5出水量仅增加18.16%,说明随着蓄水水头的增大,出水量也相应增大,但当蓄水水头增加到57.cm后继续增加时,出水量增长趋势变小。(2)通过田间试验得出了微灌高含沙水不同非全流过滤装置的过滤效果并筛选出最优方案。设计了“无砂混凝土管+针刺无纺布+石英砂+土壤”的非饱和土壤水“地埋竖直过滤式(V)”、“地埋水平过滤式(L)”、“辐射井过滤式(R)”以及饱和土壤水“渗水井过滤式(S)”四种不同的布管方式,在定水头20cm水头的条件下,对引黄灌区唐徕渠高含沙水进行非全流过滤装置试验,结果表明:四个方案单位时间单位长度出水量由大到小依次为S>R>L>V,分别为0.1376m3·(h·m)-1、0.0311 m3·(h·m)-1、0.0227 m3·(h·m)-1、0.0156m3·(h·m)-1,渗水井过滤式为滤水最优方案。当V、L组试验进行到50h,R、S组进行到70h时,滤出水中的含沙量均低于0.4kg/m3,并且随着试验的进行,含沙量有逐渐降低的趋势,最大泥沙粒径为0.112mm,且粒径大于0.1mm的仅占0.077%,能够满足滴灌对水质的要求。综上所述,渗水井过滤式处理采用了防渗漏处理,置换透水性好的沙土为过滤介质,出水量达0.1376m3 ·(h·m)-1,为成本较低、易于推广的最优过滤装置方案。