黄河三角洲地区冬小麦微咸水灌溉制度模拟

合理开发浅埋区地下微咸水用于灌溉不仅可以解决水资源短缺的问题,而且可以通过降低地下水位减轻土壤次生盐碱化,改善作物生长的水土环境。选择淡水资源紧缺、地下水埋深浅、土壤水盐运动剧烈的黄河三角洲地区,基于FEFLOW软件建立了引黄灌区的水流与溶质运移数值模拟模型,并应用率定和验证后的模型对多种微咸水(矿化度为2~5 g/L)灌溉方案进行模拟,综合考虑地下水位临界深度和冬小麦生育期耐盐极限,确立了较优的微咸水灌溉制度,包括一次性灌足关键微咸水、微咸水与淡水混合灌溉、微咸水与淡水轮流灌溉三种灌溉方式。     

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%。     

微咸水膜下滴灌棉田漫灌洗盐评价

合理利用微咸水灌溉对缓解淡水紧缺有重要意义。为评价漫灌对微咸水膜下滴灌棉田地表以下0~60 cm深度积盐的淋洗效应,2013年漫灌前、后采用EM38-MK2型电磁感应仪进行大地表观电导率(ECa)调查,通过取样率定得出对应盐分解译模型。将解译获得的漫灌前、后土壤含盐率作为区域化变量,经K-S检验为正态分布,并分别服从指数和球状半方差函数模型。变程相近而基台值远大于灌前,表明灌后变异程度增强。Kriging插值结果显示,实际不合理的漫灌方式,使得灌后土壤返盐,0~60 cm深度范围积盐增量达4.1×104kg/hm2。利用HYDRUS-1D建立土壤水盐运移模型模拟优化的灌水定额为360 mm,较实际灌水定额615 mm节水255 mm,脱盐率为39.3%。持续微咸水灌溉需要完善的农田排水、排盐渠系和盐分排泄区。     

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。     

微咸水灌溉对土地整治项目区水土环境的影响

为了研究不同灌溉模式对土地整治项目区土壤环境、地下水矿化度和埋深的影响,在内蒙古河套灌区选定具有代表性的红卫试验场进行了枸杞田间微咸水灌溉试验,探讨对土壤环境、地下水环境影响最小的枸杞微咸水灌溉模式。结果表明:不同轮灌模式下土壤盐分均发生表聚现象,在枸杞根系发达区淡-咸-咸灌溉模式下土壤盐分最低,对枸杞生长影响较小;地下水矿化度存在显著差异,淡-咸-咸灌溉模式下枸杞整个生育期内地下水矿化度最低,咸-咸-咸灌溉模式下最高;不同轮灌模式下地下水埋深差异不大,并且在生育期末基本回到了开春时的水平;淡-咸-咸灌溉模式对地下水环境影响较小,是适合当地土地整治采用的最优灌溉模式。     

旱涝碱咸综合治理与生态环境良性循环

华北平原东部淡水资源短缺,旱涝碱成灾害限制了农业生产的可持续发展。海河的治理,解决了排洪排涝排咸出路。春季开发利用地下水包括微咸水和半咸水抗旱灌溉。夏季利用伏雨洗盐排咸,增大降雨入渗,减少径流流失,防治渍涝灾害,把降雨转化为地下水资源。秋冬引蓄河水,回灌地下水补源。以土壤与潜水的地层空间作为调节大气降水、土壤水、地下水、地表水的地下水库,以调控地下水埋深在临界动态为指标,最大限度地把时空分布不均的天然降雨转化为可持续利用的水资源。地表水地下水联合运用,促使水资源采补平衡,降雨灌溉淋洗脱盐强于干旱蒸发积盐过程,地下水淡化强于矿化过程。实现旱涝碱咸综合治理,水土资源可持续利用,经济社会可持续发展,生态环境良性循环。     

咸淡水交替淋溶下土壤盐分运移试验

为确定咸淡水交替灌溉后土壤盐分的运移规律,采用2 g/L,4 g/L两种矿化度的咸水分别与淡水连续、交替淋溶室内土柱,初步研究了咸淡水交替淋溶下土壤盐分的变化规律。研究结果表明:咸淡水交替淋溶下土壤表层盐分逐渐下移,两个试验处理的土柱都出现积盐情况,且4g/L时的积盐量大于2 g/L时的积盐量,土壤溶液中Na+,Ca2+的分布与EC值的变化规律基本一致,在此条件下盐分的增加没有引起土壤的碱化,灌水结束后,两个试验处理的土壤溶液EC值都小于4 dS/m,在作物耐盐的范围内,可推广应用到大田咸淡水交替灌溉中。     

干旱扬黄灌区漫灌方式下土壤水盐运移模拟

干旱扬黄灌区田间灌溉过程的水盐运移具有独特性。选取甘肃景电灌区的典型试验点,构建基于HYDRUS-2D软件的土壤水盐运移模拟模型,模拟了间歇性定额灌水-蒸散发条件下饱和-非饱和土壤盐分的运移过程。结果表明,经过两次灌水-蒸散发循环试验,各试验点耕作层土壤平均含盐量均大幅下降,土壤盐分缓慢下移,耕作层土壤脱盐趋势明显。各试验点耕作层土壤在灌水压盐及蒸散发返盐双重作用下,交替发生了脱盐和积盐现象。灌溉和蒸散发是影响干旱扬黄灌区田间土壤水盐运移的重要因素。灌水定额取4 000~6 000 m3/hm2的土壤脱盐效率较高,且首轮灌溉使田间0~100 cm土层含水率达到饱和、后几轮灌溉逐步增加灌水量的灌溉方案更有利于排出田间土壤盐分。     

咸淡水交替隔沟灌溉对土壤盐分及夏玉米产量的影响

为研究时空交替模式下咸淡水灌溉对土壤盐分及夏玉米产量的影响,在河北南皮对夏玉米4个生育期(出苗期、拔节期、抽穗期、灌浆期)采用微咸水(4 g/L)、淡水(1 g/L)进行咸淡水交替隔沟灌溉的遮雨测坑试验。根据不同的咸淡水灌溉模式组合,分为4个处理:处理1-全生育期4条沟均为"淡咸淡咸"交替沟灌;处理2-全生育期沟1和沟3均灌淡水,沟2和沟4均灌咸水;处理3-全生育期沟1和沟3淡咸交替,沟2和沟4咸淡交替;对照CK处理-全生育期4条沟均为淡水灌溉。结果表明:夏玉米收获后,各处理土层土壤盐分和离子累积程度大小关系为全生育期灌淡水的CK处理咸淡水交替隔沟灌的处理3 咸淡水固定隔沟灌的处理2和淡咸淡咸交替灌的处理1;较全生育期淡水处理,咸淡水交替灌溉减产率为24. 8%,咸淡水固定隔沟灌溉减产率为22. 1%,咸淡水交替隔沟灌溉减产率为11. 3%;在全生育期相同咸淡水灌溉量的情况下,选择咸淡水交替隔沟灌溉方式土壤盐分累积量最小,较全淡水节约淡水量50%。可为缺乏淡水资源的华北平原灌区夏玉米灌溉提供参考。     

不同矿化度微咸水对土壤入渗特征的影响研究

根据室内微咸水积水入渗土壤水盐运移模拟试验结果，分析了包括淡水在内的6种不同矿化度湿润锋、土壤含水量的变化特征。研究结果表明，微咸水入渗的湿润锋在相同的时间内运移深度更大，或者湿润锋运移到相同的深度时微咸水所用的时间更短。入渗水量与湿润锋呈线性关系，湿润土体的含水量由地表向下逐渐由饱和含水量减少至初始值，水分剖面变化由缓到陡。