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干旱区平原水库常年运行引起坝后周边农田严重的生态环境问题,原因在于水库的渗漏,周边农田的地下水埋深被抬高,导致农田发生大量的沼泽化和盐渍化,使水库周边的作物被破坏,许多土地因此减产甚至弃耕。为了厘清平原水库对坝后农田土壤水盐运移的影响,本文以恰拉水库为例,采用排水沟调控坝后农田的地下水埋深,结合HYDRUS软件进行数值模拟,观测坝后周边农田在有无排水沟的作用下水盐变化特征,分析地下水埋深与水库水位的关系;不同地下水埋深(无作物)、相同地下水埋深(有作物)时对水盐变化的影响。以期为坝后农田盐渍化的环境问题提供理论的依据。研究结论如下:
(1)水库水位的变动影响下游农田地下水埋深的变化,在结冰期水库水位上升0.89m,地下水埋深上升0.39m,在非结冰期水库水位下降1.79m,地下水埋深下降0.11m。水库水位越高,上下游水位差越大,渗流量就越大,地下水补给量增加,地下水埋深变化量就越大。
(2)地下水埋深与土壤含水率呈正相关,地下水埋深降低2m,上层土壤含水率的变化量从34.64%降至26.25%;土壤的含水率与含盐量呈负相关,在地下水埋深在1m时,上层含水率下降14.72%,而土壤含盐量上升39.13g/L,距地表越近,土壤含盐量变化越大。
(3)通过排水沟将地下水埋深从1m降到3m,表层含盐量的变化量从33.19g/L降至1.49g/L,当将地下水埋深控制相同时,种植作物可以降低含水量和含盐量,其中含水量最大变化了6.33%,表层含盐量的变化量从4.56g/L降至0.08g/L,因此在农田中种植作物能减少水分的蒸发,降低土壤的积盐量,但效果甚微,而且随着土层深度增加其影响的程度也逐渐减低。
(4)地下水埋深的变化对水盐动态影响较大,是诱发盐渍化的内因;气象因素的蒸发是水盐运移的原始驱动力,是诱发土壤盐渍化的外因。因此,坝后设置排水沟将渗漏的水及时排走,降低农田地下水埋深,能较好的解决坝后农田土壤盐渍化问题。如果地下水埋深能有效的控制在当地临界水位以下,可减轻土壤次生盐渍化的影响。
(5)采用均方根误差分析验证模型参数的可靠性,通过对各观测点土壤含水率与含盐量的实测值与模拟值的对比分析,得出RMSE都小于0.1,说明实测值与模拟值差值较小,变化趋势相同,拟合度较高,模型能较好的模拟出土壤水盐运移的变化规律及分布情况,因此模拟结果可较准确反映出水盐运移的实际情况。
(1)水库水位的变动影响下游农田地下水埋深的变化,在结冰期水库水位上升0.89m,地下水埋深上升0.39m,在非结冰期水库水位下降1.79m,地下水埋深下降0.11m。水库水位越高,上下游水位差越大,渗流量就越大,地下水补给量增加,地下水埋深变化量就越大。
(2)地下水埋深与土壤含水率呈正相关,地下水埋深降低2m,上层土壤含水率的变化量从34.64%降至26.25%;土壤的含水率与含盐量呈负相关,在地下水埋深在1m时,上层含水率下降14.72%,而土壤含盐量上升39.13g/L,距地表越近,土壤含盐量变化越大。
(3)通过排水沟将地下水埋深从1m降到3m,表层含盐量的变化量从33.19g/L降至1.49g/L,当将地下水埋深控制相同时,种植作物可以降低含水量和含盐量,其中含水量最大变化了6.33%,表层含盐量的变化量从4.56g/L降至0.08g/L,因此在农田中种植作物能减少水分的蒸发,降低土壤的积盐量,但效果甚微,而且随着土层深度增加其影响的程度也逐渐减低。
(4)地下水埋深的变化对水盐动态影响较大,是诱发盐渍化的内因;气象因素的蒸发是水盐运移的原始驱动力,是诱发土壤盐渍化的外因。因此,坝后设置排水沟将渗漏的水及时排走,降低农田地下水埋深,能较好的解决坝后农田土壤盐渍化问题。如果地下水埋深能有效的控制在当地临界水位以下,可减轻土壤次生盐渍化的影响。
(5)采用均方根误差分析验证模型参数的可靠性,通过对各观测点土壤含水率与含盐量的实测值与模拟值的对比分析,得出RMSE都小于0.1,说明实测值与模拟值差值较小,变化趋势相同,拟合度较高,模型能较好的模拟出土壤水盐运移的变化规律及分布情况,因此模拟结果可较准确反映出水盐运移的实际情况。