干旱区膜下滴灌水盐运移规律模拟及预测研究

来源 :中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心) | 被引量 : 40次 | 上传用户:qinqincy
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淡水资源的日益缺乏和盐分的不断增加严重影响着农业的发展,特别是干旱半干旱地区。新疆属于典型的干旱半干旱地区,水盐问题也严重影响该地区的农业发展。为了解决这些问题,许多措施被广泛应用。滴灌被认为是最有效的一种方法,它能够提高产量、节约用水、抑制盐分和减少深层渗漏。另外,在田间经常发生交汇现象,并形成交汇区。对于种植间距较小的作物,经常会被种植在交汇区,交汇区内水盐的分布对作物的产量有着重要的影响,因此了解交汇情况下的水盐运移是十分重要的。随着滴灌技术的逐年实施,盐分呈现增加的趋势,掌握盐分的累积情况显得十分重要。为了更好的了解滴灌条件下的水盐运移,通过试验和模型相结合的方式进行分析研究,得到了以下的结论:1.通过对不同滴头流量、灌水量、滴头间距交汇条件下湿润锋运移规律的研究,以Schwartzman提出的经验公式为基础,建立了一种新的经验公式,模拟交汇条件下的湿润锋的距离。公式如下:W和W1分别表示滴头下方和交汇区湿润锋宽度。2.证明了HYDRUS3-D模型能够很好的模拟田间点源交汇条件下的水盐分布。并利用模型对不同灌水量、滴头流量和不同土壤质地点源交汇条件下,交汇区水盐分布评价分析。结果发现1.灌水量和脱盐区范围也符合幂函数的关系。2.滴头流量和湿润范围存在幂函数关系,与脱盐范围则符合指数函数关系。3.不同质地条件下,质地较细的土壤水平和垂直湿润锋基本相同,质地较粗的土壤垂直湿润锋远远大于水平湿润锋,脱盐区的范围遵循这一规律。3.通过模型确定了“干播湿出”条件下,棉花出苗水的灌水量。通过棉花的出苗率很好的证明了模型的准确性。说明模型可以作为一种有效的工具设计合理的灌水量。4.生育期灌水频率越高土壤的含盐量越少,冬灌频率与土壤中的含盐量成正比。5.通过实测值和模拟值的对比,证明了SaltModel模型能够比较准确的模拟盐分的累积过程。6.根据SaltModel模型模拟的结果,确定了合理的灌溉制度应是:灌水的矿化度1g/L、生育期灌水量:4500m3/ha、冬灌水量应为3000m3/ha。地下水位应控制在1.8米。并且根据模拟结果发现,该灌溉制度条件下,达到水盐平衡的年限为9年。
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