基于指示克里格的青铜峡灌区土壤盐渍化风险与潜水埋深和矿化度关系研究

为探究青铜峡灌区土壤盐渍化风险及其与潜水位埋深和矿化度关系，综合运用GIS和非参数地质统计学的指示克立格法，研究了2018、2019两年4月份春灌前0～20、20～40和40～60 cm深度土壤全盐量，潜水位埋深、潜水矿化度空间变异性，并分析满足一定阈值条件的概率分布图及其相互关系。结果表明：(1)青铜峡灌区土壤全盐量、潜水位埋深、潜水矿化度的变异系数均大于1，都属于强变异；频率分布呈现明显的“高顶”现象。(2)青铜峡灌区不同深度不同阈值土壤全盐量的指示半方差函数符合球状模型、指数模型、高斯模型等不同类型。潜水位埋深的指示半方差函数符合指数模型。潜水矿化度阈值为1.0和2.0 g/L时指示半方差函数符合指数模型，阈值为2.5和3.0 g/L时指示半方差函数符合高斯模型。不同阈值条件下的土壤全盐量和潜水位埋深呈中等～较强的空间自相关，潜水矿化度表现出较强的空间自相关。(3)青铜峡灌区0～20 cm深度土壤发生轻度、中度、重度盐化和盐土化的高概率区占灌区总面积的92.38%、73.71%、51.83%、24.61%;20～40 cm深度比例为92.15%、50.21%、6.87%、0.53...     

焉耆盆地灌区水盐运动规律及盐渍化防治途径

本文根据实测资料,分析新疆焉耆盆地灌区潜水在年内及年际间变化的特征及其与灌排水量的关系。分析论述不同时期不同作物农田土壤盐分变化的特征及其与灌排水量、潜水埋深的关系,据此提出相应的防治土壤盐渍化对策。     

季节性冻融期不同潜水位埋深下土壤蒸发规律模拟研究

为了揭示季节性冻融期不同潜水位埋深和土壤质地对土壤蒸发的影响,通过连续2个冻融期的蒸渗计土壤剖面含水率和土壤温度的监测,利用水热耦合运移模型模拟研究了4种不同潜水位埋深(0.5、1.0、1.5、2.0 m)下砂壤土和壤砂土的土壤蒸发规律。结果表明:不稳定冻结阶段和消融解冻阶段地表土壤均出现昼融夜冻的特征,土壤液态水分较多,砂壤土和壤砂土蒸发量分别占整个冻融期的91.7%和81.8%以上。稳定冻结阶段的土壤蒸发量随着潜水位埋深的增加而增大,但小于0.31 mm。潜水位埋深为0.5 m时冻融期土壤蒸发量最大,砂壤土和壤砂土分别为47.28 mm和25.60 mm,随着潜水位埋深的增加,冻融期土壤蒸发量呈指数型减少,土壤颗粒直径相对较大的壤砂土土壤蒸发量随潜水位埋深的增加而衰减的幅度较为明显。该研究可为地下水浅埋区土壤盐渍化的防治和地下水资源量的科学评价提供依据。     

焉耆盆地浅层地下水埋深与TDS时空变异及水化学的演化特征

采用地统计学经典理论分析了焉耆盆地不同时期地下水TDS和埋深在时间和空间的变异特征,对盆地平原区浅层地下水TDS不同时期(1999、2003和2005年)的实测数据进行了半方差函数分析,地下水埋深服从正态分布,地下水TDS服从对数正态分布。地下水TDS和埋深在时间和空间上都存在明显的间变异性,地下水TDS在开都河中下游地区及其二岸灌区有增加的趋势;地下水随时间推移向盐渍化加重方向发展;地下水各项离子浓度都在积聚。利用地学统计VARIWIN2.2和MAPGIS6.5软件绘制了地下水TDS和埋深时空分布格局图,为该地区地下水资源的管理以及防止土壤盐渍化提供理论依据。     

基于Saltmod的河套灌区节水条件下地下水动态变化分析

以内蒙古河套灌区为研究对象,基于水均衡模型Saltmod构建了灌区地下水动态预测模型,利用灌区2000-2013年多年实测地下水埋深和排水量对模型进行了率定和验证,采用验证后的模型预测了4种引水量和4种降雨情况下河套灌区地下水动态变化过程,4种引水量分别为45.1(现状)、42、40和36.4亿m~3,降雨量分别为现状条件的100%、75%、50%和25%。结果表明,Saltmod模型可以较好地运用于河套灌区地下水动态变化预测分析。在现状条件下,未来10年灌区地下水埋深和排水量基本保持稳定,当引水量下降时,灌区的地下水埋深小幅增加,排水量明显减少。4种降雨量情况下,当引水量为40亿m~3时,地下水埋深较现状条件依次增加0.02、0.06、0.09、0.12 m,排水量依次减少1.404、2.031、2.590、3.083亿m~3;当引水量为36.4亿m~3时,地下水埋深较现状条件依次增加0.04、0.08、0.10、0.13 m,排水量依次减少2.364、2.918、3.465、3.946亿m~3。可见,在引水量和降雨量同时减小时,灌区地下水埋深增加较大,排水大幅减少,降幅超过50%,这将导致灌区盐分排泄减少,增加土壤盐渍化风险。可为确定维持灌区可持续发展的引水量阈值提供参考。     

新疆灌区土壤次生盐渍化的防治

介绍了新疆灌区土壤次生盐渍化的灌区农田，分析了影响灌区土壤次生盐渍化的主要因素，并论述了当前新疆防治土壤次生盐渍化的主要措施。对我国其他同类形土质具有一定的参考作用。     

基于遥感与可拓层次分析的水盐时空分异特征研究

为深入了解干旱绿洲规模化节水治盐后区域尺度水盐时空分异特征,有效控制盐渍化,以焉耆盆地为研究区,选取2000、2005、2015、2020年长时序LandSat遥感影像和地表含盐量、土壤含盐量、地表灌水量、地下水埋深及矿化度等指标,借助ENVI和ArcGIS软件,获取各指标的时空分布栅格图件,将各栅格图件进行标准化处理,按照可拓层次分析法权重进行空间嵌套并叠加,定量化揭示区域尺度水盐时空分异进程。结果表明：研究区盐渍化经历了2000—2005年扩张、2005—2015年显著减少、2015—2020年趋于稳定3个阶段,从发展趋势看,研究区盐渍化处于减轻并趋于稳定态势;盐渍化严重的区域主要是博斯腾湖滨;由可拓层次分析法得出各指标因子权重由大到小依次为：地下水埋深（0.325）、地下水矿化度（0.282）、土壤含盐量（0.198）、地表含盐量（0.184）、地表灌水量（0.031）,可见,地下水埋深和矿化度是影响区域水盐时空分异的主要驱动因素。研究为焉耆盆地控制盐渍化提供理论依据,同时为定量化揭示区域尺度水盐时空分异进程提供一种新的方法。     

基于指示Kriging的土壤盐渍化风险与地下水环境分析

土壤盐渍化是制约干旱区农业发展的主要障碍,而浅埋地下水区域的地下水环境是影响土壤盐渍化的直接因素。为调控合理的地下水埋深和矿化度,以防控区域盐渍化,以河套灌区永济灌域为研究区,运用指示Kriging法比较了春灌前和生育期不同阈值条件下土壤表层含盐量、地下水埋深和矿化度的概率分布,从概率空间分布的角度研究了不同时期防治土壤盐渍化的地下水临界埋深和矿化度。结果表明：地下水埋深属于中等变异性,土壤表层含盐量和地下水矿化度属于强变异性。春灌前较生育期土壤表层盐渍化高风险区扩大、浅埋地下水高概率区缩小、地下水矿化高风险区缩小。春灌前永济灌域土壤表层发生轻度、中度盐渍化时的地下水埋深临界值分别为2.6、2.2 m,地下水矿化度临界值分别为2.0、2.5 g/L;生育期土壤表层发生轻度、中度盐渍化时的地下水埋深临界值分别为2.2、1.8 m,地下水矿化度临界值分别为2.5、3.0 g/L,春灌前更易发生土壤盐渍化。春灌前较生育期土壤盐分受外界因素（气象因素和人为因素）影响小,且土壤表层含盐量、地下水埋深和矿化度变异性也相对较小,地下水环境对土壤盐渍化的影响更强烈。研究区北部、东南部和中部小部分区域为地下水埋深小于临界值且大于矿化度临界值的高概率区,是土壤返盐的高风险区,建议进一步完善该地区的排水系统。     

基于遥感与可拓层次分析的水盐时空分异特征研究

为深入了解干旱绿洲规模化节水治盐后区域尺度水盐时空分异特征,有效控制盐渍化,以焉耆盆地为研究区,选取2000、2005、2015、2020年长时序LandSat遥感影像和地表含盐量、土壤含盐量、地表灌水量、地下水埋深及矿化度等指标,借助ENVI和ArcGIS软件,获取各指标的时空分布栅格图件,将各栅格图件进行标准化处理,按照可拓层次分析法权重进行空间嵌套并叠加,定量化揭示区域尺度水盐时空分异进程。结果表明：研究区盐渍化经历了2000—2005年扩张、2005—2015年显著减少、2015—2020年趋于稳定3个阶段,从发展趋势看,研究区盐渍化处于减轻并趋于稳定态势;盐渍化严重的区域主要是博斯腾湖滨;由可拓层次分析法得出各指标因子权重由大到小依次为：地下水埋深(0.325)、地下水矿化度(0.282)、土壤含盐量(0.198)、地表含盐量(0.184)、地表灌水量(0.031),可见,地下水埋深和矿化度是影响区域水盐时空分异的主要驱动因素。研究为焉耆盆地控制盐渍化提供理论依据,同时为定量化揭示区域尺度水盐时空分异进程提供一种新的方法。     

灌区渠系引水量及气象因素变化对地下水埋深的研究

为了研究渠系引水量以及气象因素与地下水埋深之间的联系,以河套灌区为研究对象,通过描述性统计分析方法,建立起引水量———地下水埋深、水面蒸发量———地下水埋深关系图。结果表明：在生育期内（4月-11月）,引水量、蒸发量与地下水埋深的区域整体变化趋势较好,相关性显著。因此,充分研究出引水量、水面蒸发量对地下水埋深的关系,将对于灌区地下水的合理开采与配置以及灌区全面实施节水改造工程具有重要的意义。     

渭-库绿洲土壤剖面盐分分布特征及驱动因子分析

[目的]监测渭-库绿洲土壤盐渍化的空间分布特征,探究驱动因子作用机理,对当地因地制宜进行土壤盐渍化调控。[方法]采用决策树、克里金插值和灰色关联度分析研究了渭-库绿洲土壤盐渍化的剖面分布特征,着重分析了样本点海拔、植被覆盖度、地下水位、TW( I 地形湿度指数)、地下水矿化度5个驱动因子对土壤盐渍化的影响。[结果]①研究区表层土壤(0~10 cm)属于重度盐渍化土壤,10~20、20~40、40~60 cm各深度剖面土壤属于中度盐渍化土壤。土壤EC1:5有强的空间变异性,其分布格局受灌溉等人为驱动因素的影响较大。②绿洲内部(即耕作区)表层土壤属于非盐渍化区域,绿洲东部10~20、20~40、40~60cm土层有轻、中度的盐渍化现象。绿洲内部表层以下土壤盐分高于表层,绿洲存在潜在的盐渍化风险。耕作区外围绿洲-荒漠交错带区域各剖面层均属于盐渍化区域,随着剖面深度的增加,盐渍化程度在不断减弱。③样本点海拔、植被覆盖度、地下水位、TWI、地下水矿化度与土壤EC1:5的灰色关联度大小次序为:0~10 cm土层:地下水矿化度>TWI>样本点的海拔>植被覆盖度>地下水位;10~20、20~40 cm土层:地下水矿化度>样本点的海拔>TWI>植被覆盖度>地下水位。[结论]渭-库绿洲土壤盐渍化主要分布在绿洲-荒漠交错带区域,土壤盐分表聚强烈,地下水矿化度是造成该研究区土壤盐渍化问题的首要原因。     

基于SALTMOD模型的灌溉水矿化度对土壤盐分的影响

以河套灌区沙壕渠灌域为例,运用SALTMOD模型探讨了区域尺度灌溉水矿化度对根层土壤盐分的影响。结果表明,根层土壤盐分随灌溉水矿化度的增大而增加,加大排水沟深度和提高渠道衬砌水平可缓解高矿化度灌溉水对土壤积盐的影响;采用地下微咸水和黄河水混合灌溉可有效控制盐渍化的发展,混合比在1∶1范围内时,根层土壤处于脱盐状态,最高脱盐率为23%,脱盐率高于引用黄河水灌溉的脱盐率(4%)。因此,适度利用地下微咸水灌溉,可有效的控制地下水位,节约淡水资源。     

基于水盐生产函数的绿洲灌区水盐调控研究

土壤次生盐碱化是新疆灌溉农业所面临的最大环境问题。灌溉农业的快速扩展与灌排系统不完善是造成土壤次生盐碱化发生与恶化的关键因素。以水盐生产函数为依据,计算了不同生育阶段及全生育期阶段棉花相对产量与土壤全盐的关系,依据该计算结果对塔里木灌区的土壤盐化程度做了初步划分。基于塔里木灌区地下水埋深较浅且多为微咸水的事实,比较深入地探讨了地下水合理的动态水位及作物对潜水利用问题。最后,提出了灌区水盐调控的对策,强调排水系统的通畅运行是控制土壤次生盐碱化的关键,通过排水系统和减少灌溉定额使作物生长期的地下水埋深控制在1.6~2.1 m内,不但可以减少排水成本,而且也可使作物充分利用地下水,同时促进塔里木河水质的改善。     

希尼尔水库灌区地下水埋深时间稳定性分析

该研究基于2004-2013年对新疆希尼尔水库灌区13个观测井地下水埋深的长序列监测结果,利用相对差分法、Spearman秩相关系数法和Morlet小波变换的方法分析了研究区地下水埋深的时间稳定性和周期性特征.结果表明:在不同监测时间的地下水埋深均属于中等变异,变异系数的范围为44%~75%.地下水埋深表现出强烈的时间稳定性;小波分析表明研究区地下水埋深存在周期性变化.研究结果为灌区合理开发利用地下水资源以降低土壤盐渍化风险提供了一定的参考.     

平原水库周边天然生态林地水盐动态变化特征分析

为揭示平原水库周边无灌溉生态林地水盐分布特征,2013-2014连续两年开展生态林地的地下水埋深、矿化度、土壤含水率及含盐量逐月监测。结果表明:周边生态林地地下水埋深变化范围在1.18~1.82m之间,水位变化幅度不大,地下水位随季节性变化较小;地下水矿化度变化范围在0.42~4.92g/L之间,呈周期性变化。土壤水分含水量整体随着土层深度的增加而增加。土壤总盐含量在0.24~8.9g/kg之间变化,其中10~40cm土层含盐量变化最为显著,具有明显的盐分表聚现象。     

Adverse effect of waterlogging and soil salinity on crop and land productivity in northwest region of Haryana,India

In the irrigated areas of semi-arid regions, especially in northwest India, a considerable recharge to the groundwater leads to waterlogging and secondary salinization. In several sub-areas groundwater is mined, water tables fall, and salts are added to the root zone because a high proportion of irrigation water is derived from pumped groundwater of poor quality. Out of 1 million hectares of irrigation induced waterlogged saline area in northwest India, approximately half a million hectares are in the state of Haryana. Taking a homogenous physical environment as a starting point, the way and the extent to which farmers’ activities will affect the salinity and sodicity situation depend on farming and irrigation practices. In the past, soil salinity was mainly associated with high groundwater tables, which bring salts into the root zone through capillary rise when water is pumped. But nowadays, increasing exploitation of groundwater for irrigation purposes has led to declining groundwater tables and a threat of sodification and salinization due to use of poor quality groundwater. Farmers in northwest India are facing a situation in which they have to deal with salt volumes that are harmful for water uptake of crops. They are also facing the problem of sodicity, which has an adverse effect on the physical structure of the soil, causing problems of water intake, transfer and aeration. To mitigate the adverse effect of soil salinity on crop yield, the farmers irrigate frequently, either mixing canal water and groundwater, or alternately using canal water and groundwater. Due to differences in environmental parameters in the farming systems, such as groundwater quality, soil types and uneven distribution of irrigation water, income losses to the farming community are not uniform. This paper highlights the economic loss due to environmental degradation through the twin problems of waterlogging and soil salinity, which threaten the sustainability of agricultural production in Haryana state. Our analysis shows that the net present value of the damage due to waterlogging and salinity in Haryana is about Rs. 23,900/ha (in 1998–1999 constant prices). The estimated potential annual loss is about Rs. 1669 million (about US$ 37 million) from the waterlogged saline area. The major finding of the paper is that intensification per se is not the root cause of land degradation, but rather the policy environment that encouraged inappropriate land use and injudicious input use, especially excessive irrigation. Trade policies, output price policies and input subsidies all have contributed to the degradation of agricultural land.     

新疆盐碱地长期利用盐水灌溉土壤盐分变化

在地下水位3～5m、壤质土壤条件下,利用盐碱地时用2～5g/L盐化水灌溉,土壤1m剖面均为脱盐状况。灌溉盐化水15年后,1m土壤残留阴离子浓度较小,多点平均为3.709毫克当量/100克土。其中HCO-3相对较多,1m多点平均为0.404毫克当量/100克土。K++Na+浓度很大,1m多点平均为2.492毫克当量/100克土。这时,土壤1m全盐多点平均为0.248%,在灌溉水矿化度不直接危害作物生长时,不影响耕作和作物正常生长。由此可见,盐化水在盐碱地上无排灌溉,是可行的。     

南疆灌区无排水系统滴灌条件下地下水特性时空变化

针对南疆绿洲灌区224团果树滴灌条件下次生盐渍化的问题,通过在项目区布设观测井,逐月不间断的对地下水的埋深、水位及矿化度进行监测,开展对其变化规律的研究。年度观测结果显示,地下水埋深及水位在果树生育期的灌前及灌后相对较低,灌溉期内最大涨幅接近1m;地下水矿化度灌前、灌后最小,灌溉期内在2～5.8g/L范围内变动,矿化度...     

引黄春灌对盐碱土区地下水动态及理化性质的影响

[目的]探究引黄春灌对区域浅层地下水动态及地下水理化性质的影响.[方法]通过监测试验区盐碱地春灌前后地下水位、八大离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-、SO42-、CO32-)质量浓度、地下水EC值、pH值、土壤电导率等指标,运用数理统计和水文地球化学分析的方法,分析春灌前后地下水动态及春灌后地下...