基于遥感的节水改造下河套灌区土壤盐渍化演变分析

为探究节水改造工程对灌区土壤盐渍化的影响,以河套灌区永济灌域为例,将节水改造工程实施阶段分成4个时期,基于遥感技术对各时期的土地利用类型和不同土层深度的土壤盐分进行解译,从土壤盐分的空间分布状态、土壤盐分指标（总储盐量及单位储盐量）的时间演变等方面分析不同节水改造时期土壤盐渍化的时空演变规律,并从点尺度和区域尺度综合分析土壤盐渍化对地下水的响应,同时结合灌区灌溉、排水等因素分析土壤盐渍化的演变机制。结果表明：随着节水改造工程的实施,土壤盐渍化程度南低北高的空间分布状态逐渐明显,盐渍化等级最高的区域均为盐荒地,2005—2010年土壤盐渍化程度增加,主要表现为春季、秋季0~40cm的重度盐化土（主要盐渍化等级）所占比例相比2000年分别平均增加106.98%~806.38%和44.26%~190.60%,2010—2015年土壤盐渍化程度逐渐减轻,主要盐渍化等级向等级小的方向转移,2015—2021年,土壤盐渍化程度减轻程度较为明显,主要表现为春季0~20cm中度、重度盐化土所占比例之和（主要盐渍化等级）相比2005—2010年平均下降9.15%,春季20~40cm、秋季0~20cm和20~40cm土层轻度、中度盐化土所占比例之和（主要盐渍化等级）分别增加15.02%、-2.62%和6.26%;随着节水改造工程的进行,春、秋两季0~40cm土层储盐量均呈先增后减的趋势,2010年达到最大值,其中0~20cm春、秋两季总储盐量分别为1.489×106t和1.396×106t,至2021年,春、秋两季平均总储盐量仍大于2000年;不同时期土壤含盐量与地下水埋深满足对数关系,春季、秋季土壤含盐量与地下水埋深的决定系数R2分别为0.744和0.672,春、秋两季轻度盐化土、中度盐化土、重度盐化土和盐土的地下水埋深平均值分别为2.351、2.144、1.953、1.752m,秋季地下水埋深平均值相比春季分别降低7.85%、8.27%、12.16%和9.88%。     

节水改造前后永济灌域地下水环境时空变化特征

地下水是我国西北干旱半干旱区的重要资源，而大规模的节水改造工程势必造成地下水环境的变化。本文从时空概率分布角度，探索了河套灌区永济灌域节水改造前（1998—2000年）、初期（2001—2006年）、中期（2007—2012年）和后期（2013—2018年）地下水埋深和地下水矿化度的时空变化特征，并运用指示Kriging法分析了节水改造前后不同阈值条件下地下水埋深和矿化度的空间概率分布规律。结果表明：（1）随着节水改造工程的推进，地下水埋深和矿化度均呈增加趋势，节水改造后期（2013—2018年）较节水改造前（1998—2000年）平均埋深增加了0.36 m，矿化度增加了1.37 g·L^-1。（2）空间尺度上，节水改造后期33%的浅埋地下水（地下水埋深<2.0 m）高概率区（发生概率在0.5以上）过渡为深埋地下水的高概率区，且受城镇化影响（开采利用量大），中南部和北部地下水埋深增加显著；矿化度<2.5 g·L^-1和≥3.0 g·L^-1的高概率区分别扩大了17%和4%，即研究区中南部地下水趋于淡化，北部及东西边...