土壤水盐运移数值模拟

在长江河口地区土壤水盐动态监测数据的基础上，用数值模拟评价三峡工程对长江河口地区土壤水盐动态的影响，首先，根据溶质运移理论和土壤水动力学原理，建立了考虑根系吸水、吸附解吸、可动－不动水体影响条件下的土壤水盐运移数学模型。为了克服数值弥散的影响，求解对流弥散方程时，采用Bresler算法，在中心差分的基础上对时间导数项采用二阶导数近似的差分格式。然后，通过数值模拟，研究了三峡工程对河口地区土壤水盐动态的影响。数值模拟表明，三峡建库后，春季由于水库下泻流量的增加，监测断面1m土体土壤电导率有所下降，下降幅度在0.005 ~ 0.174mS/cm；秋冬季由于水库下泻流量减少，土壤电导率普遍上升，上升幅度在0.004 ~ 0.416mS/cm。表明，秋季积盐量大于春季脱盐量。     

土壤水盐运移数值模拟--三峡工程对长江河口地区土壤水盐动态影响评价

在长江河口地区土壤水盐动态监测数据的基础上,用数值模拟评价三峡工程对长江河口地区土壤水盐动态的影响,首先,根据溶质运移理论和土壤水动力学原理,建立了考虑根系吸水、吸附解吸、可动-不动水体影响条件下的土壤水盐运移数学模型.为了克服数值弥散的影响,求解对流弥散方程时,采用Bresler算法,在中心差分的基础上对时间导数项采用二阶导数近似的差分格式.然后,通过数值模拟,研究了三峡工程对河口地区土壤水盐动态的影响.数值模拟表明,三峡建库后,春季由于水库下泻流量的增加,监测断面1 m土体土壤电导率有所下降,下降幅度为0.005 ～ 0.174 mS/cm;秋冬季由于水库下泻流量减少,土壤电导率普遍上升,上升幅度为0.004 ～ 0.416 mS/cm.表明,秋粮季积盐量大于春季脱盐量.     

三峡工程对长江河口地区土壤水盐

长江河口地区地势低平，长期以来涝渍和盐碱一直是本区农业生产发展的潜在威胁。三峡工程建成后，由于三峡水库对长江流量的季节性调蓄，将影响河口地区的土壤水盐动态，其影响关系较为复杂数值模拟综合结果表明：秋季积盐量大于春季脱盐量；影响程度由河口沿江向上逐渐减弱，离海越近，影响程度越大；从横向上来看，离江越近，影响程度越大，特别是距江4km范围内的区域，土壤产生积盐和次生盐渍化的可能性更大。     

不同微咸水灌溉方式对压砂地土壤水盐及pH空间变异的影响

掌握不同灌溉方式下压砂地土壤水盐及pH的空间分布规律可以有效提高微咸水的利用效率。利用田间取样、经典统计学、地统计学以及克里格插值法对比分析了滴灌和微喷灌0～40 cm土层土壤含水率、电导率和pH值的空间变异特征。结果表明：微喷灌的土壤含水率略低于滴灌,0～40 cm土层土壤含水率属于中等变异性,且具有中等强度的空间相关性。微喷灌0～20 cm土层土壤平均电导率和离散化程度小于滴灌,同时,2种灌溉方式下0～20 cm和20～40 cm土层电导率的空间分布均表现出中等变异且具有较强的空间相关性;20～40 cm土层的平均电导率小于0～20 cm土层。无论微喷灌还是滴灌,调查地块的土壤电导率表现为中间位置低而地边较高,土壤含水率则在中间位置高而地边低。灌溉方式对土壤pH值的影响不显著,其空间变异性属于弱变异,但微喷灌条件下pH值具有较强的空间相关性。微咸水灌溉条件下压砂地抑制了表层土壤盐分累积,并存在向未覆砂的地块边缘聚积的现象。不同灌水方式下压砂地土壤水分和盐分均存在中等的空间变异性和空间自相关性,而pH值空间变异性较弱。研究结果可以为压砂地的微咸水合理利用提供理论依据。     

区域土壤水盐动态人工神经网络预测研究

根据黄河河套灌区多年的区域水盐监测资料 ,比较了 ANN三层、四层 BP网络不同学习速率下的收敛效果 ,拟合精度 ,应用四层 BP网络模型对灌区的年内不同时期的土壤水分、盐分的动态变化进行了模拟预测。研究表明 ,BP网络可以用于区域土壤水盐动态预测 ,方法简便可行 ,有较高的精度 ,是对传统的区域水盐动态模数值拟预测方法的补充。     

棚内微咸水覆膜滴灌下带间土壤水盐分布特征模拟

微咸水覆膜滴灌在发挥节水效益的同时应避免土壤盐分的积聚,在缺乏大水淋洗的设施大棚内,覆膜对土表局部蒸发的抑制伴随滴灌湿润体的交汇,加剧了滴灌带带间水盐分布的不规则性,导致土壤积盐的潜在风险增加。针对上述问题,以布设形式为“两膜两行”的覆膜滴灌田间小区为试验对象,通过HYDRUS模型构建了不同滴头流量(0.5～3.0 L/h)及膜间裸地间距(0～50 cm)组合情景下的二维土壤剖面模拟域,并针对滴头处的带间区域进行水盐动态分布的模拟研究。结果表明,所建模型能较为精确地描述带间剖面内水盐的分布状况,且模拟精度随与滴头水平距离的减小而提升。当膜间裸地间距从50 cm缩小至0 cm时,带间剖面土壤的平均含水率从25.12 cm³/cm³上升至28.76 cm³/cm³,平均土壤盐分质量浓度从9.53 g/L下降至6.25 g/L;滴头流量对带间区域内土壤水盐含量的影响程度相对较低,流量0.5、3.0 L/h下土壤体积含水率及盐分质量浓度的最大差异仅分别为0.14 cm³/cm^...     

微咸水灌溉下粉垄耕作土壤水盐运移特性

【目的】明确微咸水灌溉条件下粉垄耕作土壤水分入渗规律及水盐运移特征。【方法】基于室内土箱试验,分析3种微咸水矿化度(0g/L(S1)、3g/L(S2)和5g/L(S3))和2种耕作(粉垄耕作(FL)和传统翻耕(FG))条件下的土壤水分入渗特征和水盐运移规律。【结果】水分平均入渗速率和垂直湿润锋推进速率随着微咸水矿化度的升高呈先增大后减小的变化趋势,水平湿润锋运移速度随着微咸水矿化度的升高而持续增加。FL处理下的土壤水分入渗速率、湿润锋推进速率相比FG处理有明显提升。Kostiakov模型可较好地拟合2种耕作措施下的土壤累积入渗量与入渗时间之间的关系(R²>0.99)。灌溉后20 d,FL处理下的土壤含水率均小于相同微咸水矿化度下的FG处理;同一耕作措施下,土壤含水率随着微咸水矿化度的升高而增加。【结论】微咸水灌溉与粉垄耕作对土壤水分入渗、土壤湿润锋运移和土壤水盐再分布具有改善作用。与灌溉前相比,灌溉后20 d,FL处理下的土壤平均脱盐率为42.95%～55.98%,而FG处理下的土壤平均脱盐率为32.34%～43.29%。随着矿化度的增加,FL处理下的平均土...     

微咸水灌溉条件下的土壤水盐动态变化研究

河北衡水地区干旱缺水,淡水资源严重不足。水资源日益缺乏与粮食需求日益增多之间的矛盾尖锐。利用微咸水资源将成为缓解水资源危机的重要举措。本文在国土资源部地下水科学与工程试验基地小麦微咸水灌溉试验为基础,对试验区作物种植整个生长过程中土壤含盐量和水分状况随时间的变化研究,探讨了微咸水灌溉对小麦产量的影响。结果表明：土壤水盐动态呈受灌溉和降雨影响的短期波动和受季节更替影响的长期波动;作物产量与灌水矿化度、灌水量、土壤初始含盐量和含水量等因素相关。在缺乏淡水的情况下,可以考虑使用3g/l左右的微咸水灌溉,而且不会引起小麦产量的显著下降。     

不同水头压力的微润灌对土壤水盐运移的影响

为探明微润灌对土壤水盐运移的影响,以南疆盐碱土微润灌为研究对象,采用室内模拟试验,分析了不同水头压力(1、1.5、2、2.5 m)条件下微润灌土壤水盐分布特征。结果表明,水头压力较低,水分水平扩散距离较小,土壤湿润区形状明显为椭圆形,随着水头压力的增大,水分水平扩散距离与垂直入渗距离逐渐接近,湿润区形状呈现由椭圆形向圆形转化的趋势;不同水头压力下湿润区位置均表现为在水平方向上以微润带埋设位置为中心,呈左右对称关系;垂直方向上土壤湿润区主要集中在微润带以下位置;提高水头压力,可以有效增大土壤湿润区面积及湿润体内土壤含水率;不同水头压力下均表现为以微润带为中心,形成土壤脱盐区,土壤盐分聚集在湿润锋附近;低水头处理,湿润区内土壤得不到有效淋洗,土壤脱盐区面积较小及脱盐率相对较低;高水头处理,盐分随水分运移至表层和深层土壤,扩大了土壤脱盐区面积,并且提高了土壤脱盐率,水头压力越高,该现象越明显。     

不同种植方式对草木樨滴灌土壤水盐运移的研究

基于大田试验,以耐盐碱牧草草木樨为试验材料,分析了以每3 d E20蒸发皿水面蒸发量的50%为灌溉指标,耕作种植方式为平作和垄作下,盐碱地滴灌土壤剖面(距滴头横向30 cm,滴头垂直深度100 cm)含水率、电导率和p H值的变化特征。结果表明:灌溉结束后,垄作种植方式的电导率和p H值都比平作下降得比较明显,其中,垄作和平作种植方式滴头下方0~60 cm的平均电导率比灌前下降37.4%和21.8%,垄作在0~40 cm淋洗的效果较明显,较灌溉前0~40 cm土层平均电导率下降52.4%,平作在0~20 cm淋洗的效果较明显,较灌溉前0~20 cm平均电导率下降30.8%。     

不同时期农田土壤水分和盐分的空间变异性分析

以河套灌区一农田(500m×1100m=55hm2)上55个采样点的水分和盐分作为研究对象,从统计特征值、半方差函数和克立格法绘制的分布图几个方面对比分析了2个时期(即秋浇前和夏灌前)土壤水分和盐分的空间变异性。结果表明夏灌前土壤水分属弱变异性,秋浇前属中等(偏弱)变异性,土壤盐分均属中等变异性;2个时期的水分和盐分都具有空间自相关性,且秋浇前土壤水分和盐分相关性较强,夏灌前二者具有中等强度的空间自相关性,秋浇前土壤水分和盐分的变程(或最大自相关距离)都大于夏灌前。用普通克立格估值绘制的分布图表明土壤水分或盐分在2个时期的分布差别较大,说明秋浇储水、季节性土壤冻融及春季消融时的蒸发对播种前土壤水分和盐分的空间变异性的影响强烈。在北方季节性冻融地区,了解这2个时期土壤水分和盐分的空间分布,对节水灌溉、土壤改良和农田或区域水资源管理等具有指导意义。     

土壤水分、盐分空间序列初步研究

大面积水盐监测和调查的难度在于受土壤空间变异性的影响。为揭示水盐变异规律 ,经地质统计学初步分析 ,实验取样结构性较弱而随机较强 ,从而采用随机理论 ,将传统随机理论—时间序列分析法和最大熵谱分析用于空间序列 ,以空间代替时间 ,对分层土壤作空间序列的最大熵谱分析 ,系统揭示出田间土壤不同尺度下 ,水分盐分变化规律 ,对大面积土壤水盐监测具有一定的指导意义     

排盐补淡对滨海盐碱土壤盐分变化的影响

为明确增加地下水埋深及补淡淋洗对滨海盐碱土的脱盐效果,以期为滨海盐碱土壤改良及水资源合理利用提供科学依据。以浅井排盐和灌溉水、降雨淋洗作为排盐补淡措施,在距排盐井不同半径处对地下水位和1 m土层含盐量进行测定,研究其在排盐补淡过程中的变化情况。研究表明,利用4 m左右的简易浅井可有效增加地下水埋深,抽水区域地下水埋深围绕排盐井呈现"V"型变化;排盐对中度和重度盐碱土1 m土层含盐量的影响存在差异,中度盐碱土表现抑盐、重度盐碱土有脱盐效果,且都随着抽提半径的增大,抑盐脱盐效果减弱;灌溉或降雨对盐碱土壤有脱盐作用,抽水腾出土壤水库容会提高土壤脱盐率,比仅灌溉或降雨分别高34.22%和17.53%,接近水量的灌水处理比降雨效果明显。综上所述,增加地下水埋深、腾空土壤水库容可以有效抑制盐碱土壤返盐并提高灌溉水、降雨等淡水洗盐效率,加大土壤脱盐效果。     

不同矿化度水淋洗重度盐碱土的水盐运移特征

通过室内土柱试验探讨了不同矿化度水淋洗重度盐碱土的水盐运移特征。结果表明,微咸水和咸水的入渗速率要明显高于淡水入渗。在灌水淋洗后土壤盐分含量均大幅下降,以淡水和微咸水的脱盐效果较好。3个处理淋洗后土壤的Na^＋、Cl^-、SO4^2-、K^＋、Mg^2＋、Ca^2＋含量下降,CO3^2-、HCO3^-含量有所上升,土壤...     

盐渍化灌区盐荒地水盐平衡分析

在野外试验基础上,利用水盐平衡原理对河套灌盐荒地水盐运移规律进行研究。结果表明,盐荒地作物生育期输入盐分27.929kg/hm2,秋浇期流失盐分26.882kg/hm2,盐分积聚1.047kg/hm2,是输入盐分的3.749%。盐荒地具有一定的积盐能力。研究结果可为灌区节水灌溉的实施和土壤盐渍化的防治提供基础理论依据。     

滴灌条件下斥水土壤水盐运移试验研究

通过室内滴灌入渗的三维水盐运移试验,分析了斥水和亲水土壤在相同滴头流量下的湿润锋变化规律,研究了轻微斥水土壤的湿润锋随时间变化规律、含水率的三维空间分布特征以及不同斥水度土壤中含盐量和Cl-浓度分布特点。结果表明,在相同的滴头流量(0.07mL/min)下,亲水土壤与轻微斥水土壤的水平、垂直湿润锋与入渗时间具有良好的幂函数关系;亲水土壤与轻微斥水的土壤含盐量与距滴头距离符合良好的二阶多项式关系;虽然定量结果不同,但总体上轻微斥水的土壤在入渗中仍与亲水土壤具有相似的水分、盐分分布特征。在轻微斥水的农田中,滴灌灌水技术仍可为作物创造有利的水盐环境。     

微咸水膜下滴灌条件下水盐对棉花生长的影响研究

干旱和缺水已成为影响南疆农业发展的最大制约因素,微咸水资源的开发利用可有效缓解该地区水资源短缺的问题。通过大田试验研究了微咸水不同灌溉条件下土壤盐分对棉花生长的影响。结果表明：棉花生长关键期内,土壤含水量在O～30cm土层内呈增加趋势,45cm土层含水量逐渐减小,在45cm土层以下含水量又成缓慢增加趋势;土壤含盐量在0～15cm表层较大,随着灌水次数的增加,土壤水分条件改善,土壤含盐量有下降的趋势。同时测定了不同矿化度灌溉水处理的土壤含盐量,灌水后土壤含盐量总体是随灌溉水矿化度的增大而增大;通过分析土壤水盐与棉花生理特征的关系表明：土壤盐分浓度较大则会抑制棉花株高、株径的生长,并且会影响棉花的出叶进程以及加快棉铃的脱落。通过实验得出灌水定额为30mm,灌溉水矿化度在咸淡水比为2：1（电导率为2．22ms／cm）时对棉花生长影响最小,甚至有促进作用。     

不同蓄水时间下滨海盐土盐分淋失规律研究

通过室内淋洗模拟试验,对比研究了蓄水时间对滨海盐土脱盐效果的影响.试验结果表明,蓄水时间与脱盐效果成反比,蓄水1～2 h后排水脱盐效果最好;脱盐后的土柱离子组成及含量相当,不同蓄水时间下离子迁移规律具有相似性,土壤离子按脱盐率由大到小排序,阳离子依次为Mg<'2+>、Na<'+>、Ca<'2>、K<'+>,阴离子依次为...     

滴灌条件下土壤水盐运移特性的研究

在国内外研究成果的基础上 ,综述了滴灌点源入渗影响因素、入渗模型特性、水分分布特征、湿润体浸润形状、湿润锋运移、盐分运移的规律 ,为滴灌点源水盐运移的研究提供依据