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基于SHAW模型的北疆地区不同滴灌年限棉田冻融期土壤水热盐动态模拟研究
引用本文:赵露,叶含春,王振华,刘健,吝海霞,邹杰,谭明东.基于SHAW模型的北疆地区不同滴灌年限棉田冻融期土壤水热盐动态模拟研究[J].土壤,2024,56(3):623-638.
作者姓名:赵露  叶含春  王振华  刘健  吝海霞  邹杰  谭明东
作者单位:石河子大学水利建筑工程学院, 新疆石河子 832000;现代节水灌溉兵团重点实验室, 新疆石河子 832000;农业农村部西北绿洲节水农业重点实验室, 新疆石河子 832000
基金项目:兵团重大科技项目(2021AA003-1)和国家自然科学基金项目(52279040, 52169012)资助。
摘    要:为探究SHAW(Simultaneous heat and water)模型在北疆地区长期膜下滴灌棉田冻融期土壤水热盐动态模拟的适用性,本研究选用滴灌起始年限为1998年(21 a)的棉田土壤水热盐实测数据对SHAW模型进行率定,以滴灌起始年限为2006年(13 a)、2008年(11 a)、2012年(7 a)和荒地(0 a)的水热盐实测数据进行验证。模型率定结果表明,随土壤深度增加土壤温度的模拟效果越好;土壤水盐的模拟效果先增强后减弱。模拟土壤温度Nash系数(NSE)、均方根误差(RMSE)和R2分别为0.713 ~ 0.993、0.209 ~ 2.498 ℃ 和0.911 ~ 0.994;模拟土壤水分NSE和RMSE分别为0.824 ~ 0.967和0.009% ~ 0.032%;模拟土壤盐分NSE和RMSE分别为0.609 ~ 0.844和0.001 ~ 0.012 g/kg。模型验证结果表明,随滴灌年限增加模拟效果越好,模拟除荒地20 ~ 60 cm土层土壤温度NSE小于0.600,滴灌7、11和13 a地块各层土壤温度NSE均大于0.600,RMSE介于0.143 ~ 3.213 ℃;滴灌0、7、11和13 a地块模拟的各层土壤水分NSE均大于0.670,RMSE为0.009% ~ 0.057%;滴灌0、7、11和13 a地块模拟的除120~140 cm土层土壤盐分NSE小于0.600,其他各层土壤盐分NSE均大于0.616,RMSE为0.000 ~ 0.016 g/kg。总体而言,SHAW模型适用于北疆地区冻融期长期膜下滴灌棉田的一维土壤水热盐模拟。

关 键 词:SHAW模型  冻融期  膜下滴灌  棉田  土壤水热盐

Dynamic Simulation of Soil Water, Heat and Salt in Freeze-thaw Stage of Cotton Field with Different Mulched Drip Irrigation Years in Northern Xinjiang Based on SHAW Model
ZHAO Lu,YE Hanchun,WANG Zhenhu,LIU Jian,LIN Haixi,ZOU Jie,TAN Mingdong.Dynamic Simulation of Soil Water, Heat and Salt in Freeze-thaw Stage of Cotton Field with Different Mulched Drip Irrigation Years in Northern Xinjiang Based on SHAW Model[J].Soils,2024,56(3):623-638.
Authors:ZHAO Lu  YE Hanchun  WANG Zhenhu  LIU Jian  LIN Haixi  ZOU Jie  TAN Mingdong
Institution:College of Water Conservancy & Architectural Engineering, Shihezi University, Shihezi, Xinjiang 832000, China;Key Laboratory of Modern Water-Saving Irrigation of Xinjiang Production & Construction Group, Shihezi, Xinjiang 832000, China;Key Laboratory of Northwest Oasis Water-Saving Agriculture, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Shihezi, Xinjiang 832000, China
Abstract:
Keywords:SHAW model  Freeze-thaw period  Mulched drip irrigation  Cotton field  Soil water  heat  and salt
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