干旱区微咸水灌溉对地下水环境影响的研究

本研究利用MODFLOW模型和MT3DMS模型对内蒙河套地区的一个灌区微咸水灌溉条件下的地下水位、水量、水质和含盐量进行了系统的模拟分析。结果表明,在抽取地下水灌溉后地下水位略有下降,10年后水位降深量仅为0.057～0.11m,可达到动态平衡。两种灌溉水平下,含水层盐分有增加趋势,但增加幅度较小,在4％～9％之间。采用微咸水灌溉,淋洗灌溉定额比正常灌溉定额的方案对环境有利,虽然淋洗灌溉定额也使含水层盐分增加,但就增加的幅度看,在未来相当一段时间内不会造成严重的环境问题。     

微咸水灌溉玉米幼苗的试验

微咸水灌溉玉米幼苗的试验郭亚洁，侯建邦（山西省水利科学研究所）（运城地区尊村引黄管理局）盐碱地上，当玉米发芽后，土壤含水率降低，盐分受蒸发影响向土壤表层运移，作物根层的土壤溶液浓度过高，使作物吸收不到水分产生反渗，导致腐烂死亡。若我们利用盐碱地区的地...     

基于支持向量机的微咸水灌溉下土壤盐分预测

土壤水盐运移过程是农田土壤水盐调控的重要基础,是一个极其复杂的物理化学过程。本文在室内微咸水灌溉试验的基础上,引入支持向量机(SVM)模型应用于咸淡水交替灌溉后对土壤溶液EC、pH值的预测研究,并对其预测效果进行了分析。研究表明,支持向量机回归模型能够有效地模拟预测咸淡水交替灌溉下土壤EC和pH值变化规律,模型平均相对误差均小于10%,具有较高的预测精度。本方法为土壤水盐运移研究提供了一条新的思路和途径,具有较大的实用价值。     

中国利用微咸水灌溉研究 与实践进展

利用微咸水进行灌溉是应对水资源短缺的重要措施之一。中国在微咸水灌溉方面已进行了大 量研究和实践,并取得了许多成功经验。本文概括总结了中国利用微咸水进行灌溉的方式和关键技 术,以及微咸水灌溉的优点,并探讨了微咸水灌溉存在的问题及今后应加强的工作     

黄河河套灌区咸水灌溉试验研究

2002年在内蒙古河套灌区红卫节水示范园进行了咸水灌溉试验,经对灌溉土壤水盐动态变化分析得到:在矿化度小于2.5g/L的咸水灌溉后,土壤盐分有一定的积累,但经过秋浇后土壤含盐量可以降到咸水灌溉前的水平。应用示范园的土壤、水分、盐分试验资料对SWAP模型的参数进行了率定和验证,模型模拟结果和田间试验结果符合较好,可以用来进行灌区水盐变化的计算预测。     

黄河河套灌区成水灌溉试验研究

2002年在内蒙古河套灌区红卫节水示范园进行了咸水灌溉试验，经对灌溉土壤水盐动态变化分析得到：在矿化度小于2．5g／L的咸水灌溉后，土壤盐分有一定的积累，但经过秋浇后土壤含盐量可以降到咸水灌溉前的水平。应用示范园的土壤、水分、盐分试验资料对SWAP模型的参数进行了率定和验证，模型模拟结果和田间试验结果符合较好，可以用来进行灌区水盐变化的计算预测。     

沧州地区利用地下微咸水灌溉分析

沧州地区干旱缺水，浅层淡水资源不足，已影响到当地工农业生产的发展。该地区浅层地下咸水分布广，储量大，且易开采。在南水北调工程实施以前，利用地下微咸水进行灌溉，对该地区农业缺水能有一定程度的缓解。     

西北内陆地区微咸水交替灌溉试验研究

我国西部内陆地区淡水资源紧缺,微咸水的开发利用成为缓解农业水资源紧缺的重要措施。本研究在西部内陆地区进行了不同矿化度的微咸水交替灌溉试验,采用在玉米生育中期进行咸水灌溉的措施,研究了交替灌溉对当地土壤水盐运移规律以及作物产量的影响。研究结果表明依据农民的灌溉习惯,土壤水分能较好的满足玉米生长的需求;在灌溉淋洗及蒸发积盐的双重作用下,收获后各处理的土壤含盐量均较播种前有所降低;3 g/L和5g/L的微咸水灌溉处理条件下玉米的产量下降均小于10%。     

咸水灌溉浅谈

我国是一个缺水严重的国家。农业用水在总用水量中占有很大的比重。随着工业化的发展,工业用水日益挤占和牺牲农业用水。此外,扩大耕地所需的灌溉水大大超过我们可以得到的水资源。农业用水供需矛盾日趋尖锐。着眼咸水资源,避害兴利,为农业增辟新水源,对于实现农业可持续发展具有十分重要的现实意义。加快农业咸水灌溉技术的研究步伐,加大开发利用浅层地下咸水的力度,     

河北省农业灌溉咸水利用机理研究

通过对河北省平原区咸水分布情况、典型区咸水的盐度、碱度计算、咸水灌溉条件的实验研究、咸淡水混合灌溉技术分析,河北省咸水灌溉矿化度应控制在3.0 g/L以下.在矿化度大于3.0 g/L的咸水区,将两种矿化度不同的灌溉水混合使用,目的是降低灌溉水的含盐量或改变其盐分组成.咸淡水混合灌溉在提高灌溉水水质的同时,也增加了可灌水的总量.结合河北省近年来开展咸淡水混合灌溉实践,在咸水区开展咸淡水混合灌溉,充分利用咸水资源,即减少淡水的开采量,而且对改善地下水超采取的生态环境也发挥了重要作用.     

单双管微咸水膜下滴灌棉田根区土壤水电导率空间变异分析

土壤水电导率可直接表征土壤水易溶盐状况,为分析单、双管微咸水膜下滴灌棉田根区土壤盐分空间分布差异,采用WET探针对0～60 cm深度的剖面土壤水电导率进行网格化监测。通过统计特征值分析、半方差函数构建和Kriging空间插值等,获取土壤水电导率空间变异与分布特征。结果表明:单、双管滴灌模式下土壤水电导率均呈中等强度变异,且最优半方差函数拟合模型为高斯模型。同时,单管模式下结构性因素引起的变异强于双管模式。在试验壤土条件下,双管模式积盐程度相对较高,差异性达到了显著性水平(P 0. 05);单管模式则因相对较大的滴头流量,具有更强的横向渗流扩展洗盐能力。研究结果可为优化微咸水灌溉方式提供一定指导。     

石羊河流域咸水灌溉下土壤水盐动态及春玉米产量模拟

为了探究石羊河流域地下咸水资源的利用方式,利用春玉米咸水灌溉田间试验观测资料对SWAP(SoilWater-Atmosphere-Plant)模型参数进行了率定和检验,并利用率定参数后的SWAP模型模拟了较长时期咸水灌溉对土壤盐分动态及春玉米产量的影响。研究结果表明:土壤含水量、土壤含盐量和春玉米产量的实测值与模拟值吻合较好,均方误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)均在允许的误差范围之内,经过率定和检验后的SWAP模型可以用于研究区春玉米咸水灌溉的模拟;较长时期咸水灌溉模拟结果表明,在模拟期内,矿化度在3. 0 mg/cm~3以下的微咸水灌溉土壤盐分累积量在2. 8 mg/cm~3以下,春玉米减产幅度在20%以内,矿化度在6. 0 mg/cm3以上的咸水灌溉土壤盐分累积量在4. 0 mg/cm~3以上,春玉米减产幅度在38%以上。在研究区可以较长时期利用灌水矿化度低于3. 0 mg/cm~3的微咸水进行灌溉,土壤积盐量较少,对春玉米产量影响较小,可以达到合理利用地下咸水资源的目的。     

干旱区人工绿洲水土环境生态安全演变分析

针对水土环境生态安全受多因素耦合影响而难以定量揭示的难题,为定量评估干旱区人工绿洲水土环境生态安全状态及其分异特征,以甘肃省景电一期灌区为研究对象,以压力-状态-响应模型(press-state-response,PSR)为理论依据,提出了以3个要素18个指标所组成的水土环境生态安全评价指标体系。在将源数据进行差分变换与岭回归分析的基础上,基于熵权法对各指标的权重进行了客观分析,同时引入物元分析理论,有效解决了评价指标之间的模糊性与不相容问题,通过构造水土环境生态安全评价的经典物元与节域物元,分析各指标对应评价等级的关联度,构建了基于PSR模型及物元分析的干旱区人工绿洲水土环境生态安全评判模型,并对1994年、2006年、2018年水土环境生态安全进行了定量化评价。结果表明:研究区1994年、2006年、2018年水土环境生态安全综合评判等级分别为Ⅳ级、Ⅲ级与Ⅱ级,水土环境整体表现出健康化发展,但是随着人类生产活动的发展,一些潜在的风险正在逐步显现,土壤盐渍化进程的加剧对水土资源的威胁是研究区水土环境向良性发展的关键制约因素。研究成果可为干旱区人工绿洲生态系统寻求生产需求与生态保护之间...     

土壤水环境中有机污染物运移环境预测模型的研究

本文综合考虑有机污染物在土壤-水环境体系中扩散、吸附解吸、分配以及微生物降解条件，建立了土壤水环境中有机污染物运移耦合的动力学模型。模型中包含了有机污染物非平衡吸附动力学过程与固相吸附污染物被微生物降解环境行为，并采用分裂算符方法推导出了数学模型的有限元格式，编制了计算程序。通过数值算例分析了油气田地区落地原油在土壤水环境中迁移转化问题，探讨了模型参数λ、α变化对有机污染物运 移的影响，同时与SCOW模型进行对比分析，验证了数值模型的可靠性与实用性，这对于定量研究有机污染物在土壤-水环境中分配与归宿以及实验室模型参数的测定提供了可靠的理论依据，同时为污染预测、预报与防治提供科学的根据与途径。     

Effects of water application intensity of micro-sprinkler irrigation and soil salinity on environment of coastal saline soils

To achieve the greatest leaching efficiency, water movement must occur under unsaturated flow conditions. Accordingly, the water application intensity of irrigation must be chosen carefully. The aim of this study was to evaluate the impact of the water application intensity of micro-sprinkler irrigation on coastal saline soil with different salt contents. To achieve this objective, a laboratory experiment was conducted with three soil salinity treatments(2.26, 10.13, and 22.29 d S/m) and three water application intensity treatments(3.05, 5.19, and 7.23 mm/h).The results showed that the effect of soil salinity on soil water content, electrical conductivity, and p H was significant, and the effect of the water application intensity was insignificant. High soil water content was present in the 40 e60 cm profile in all soil salinity treatments, and the content was higher in the medium and high water application intensity treatments than in the low-intensity treatment. Significant salt leaching occurred in all treatments, and the effect was stronger in the high soil salinity treatment and medium water application intensity treatment. In the medium and high soil salinity treatments, p H exhibited a decreasing trend, with no trend change in the low soil salinity treatment, and the p H value was higher in the medium water application intensity treatment than in the other two treatments. These results indicated that the three intensities evaluated had no statistically different effect on the electrical conductivity of saturated soil-paste extracts(EC) in the upper 20 cm of the soil profile, and it would be better to maintain a lower value of the water application intensity.     

土壤初始含水量对注射灌土壤水分运移分布 特性影响试验研究

通过室内不同土壤初始含水量的注射灌水分入渗试验,研究了土壤初始含水量对注射灌土壤水分运移分布特性影响。研究表明：注射灌的累积入渗量与时间呈幂函数关系,土壤初始含水量越大,相同入渗时间的累积入渗量越大。在出水口下方土壤水分湿润范围较大,土壤含水量也较大,而在出水口上方则相反。土壤初始含水量越大,土壤湿润范围越大,距离出水口相同距离的土壤含水量越大。以上研究可为进一步补充注射灌理论技术提供基础。     

滴灌作用下膨胀土边坡表层含水量影响因素分析

含水量是影响膨胀土裂隙开展的关键因素,基于控制含水量(后称"控水")的思路治理膨胀土边坡的方法具有重要的工程意义。提出利用滴灌加湿作用控制膨胀土边坡裂隙的理念。运用有限元分析方法,研究滴灌作用下膨胀土表层初始含水量、滴灌量、滴灌历时以及坡度等关键敏感性因素对边坡表层含水量的影响规律。研究结果表明:膨胀土具备较强的保水性能;初始含水量低、持时短、大间距的滴灌,不利于土体水分重分布;多点源交汇滴灌下的坡度越大,滴灌浸润范围越大。因此,可通过开启较高的滴灌临界含水量、设置较大坡度以及合理的滴头水平间距来增强膨胀土边坡表层土体的加湿效果。     

灌区地表水—地下水耦合模型的构建

为了定量描述灌区水平衡要素及其转化关系,构建了灌区地表水-地下水分布式模拟耦合模型。通过改进SWAT模型的稻田及旱作物水分循环、蒸发蒸腾量和渠系渗漏计算等模块,建立了灌区地表水分布式模拟模型;以SWAT模型中的水文响应单元(HRU)和MODFLOW模型中的有限差分网格(cells)作为基本交换单元,将改进SWAT模型的地下水补给量计算值加载到MODFLOW模型的地下水补给模块,实现了灌区地表水-地下水分布式模拟模型的耦合。耦合模型在柳园口灌区的应用结果表明,该模型能够准确模拟和预测灌区地表水和地下水的动态变化,为灌区水管理提供了科学依据。