大安灌区土壤水盐运移的试验及模拟研究

大安灌区位于吉林省西部大安市东半部，受气候、地质及水文地质条件等多因素综合作用的影响，灌区在运行过程中，如不能合理实施有效灌排，极易导致土壤次生盐渍化。本文针对大安灌区的土壤盐碱化问题，结合室内多项试验和数值模拟方法对灌区土壤水盐运移特征进行研究。 通过野外调查和土壤样品采集，分别获得了土壤质地、容重、含水量、田间持水量、土壤水溶性盐等土壤水盐基本理化参数，利用以上参数分析了土壤水盐特征在垂向、时间及空间上的变化规律。本区土壤分形维数在2.6785～2.8952之间，土壤类型以砂质粘壤土为主。大安市的西北部、中部及南部地区土壤容重、含水量和田间持水量较大；而中北部地区为大安市盐碱化较为严重的地区，土壤可溶盐总量、电导率和pH值也都相对较高。4月份时大部分地区的土壤容重、含水量、田间持水量、pH值、电导率、可溶盐总量明显高于9月份的。盐碱地、灌区水稻地等剖面的土壤容重、含水量、田间持水量、pH值、电导率和可溶盐总量相对较大。 利用多项室内试验测得了典型剖面的土壤水分特征曲线、容水度、水分扩散率、非饱和导水率、垂直入渗率等土壤水力特性参数，并选择合理的数学模型进行拟合，为土壤水分运动模拟提供初始参数。土壤水盐动态变化模拟试验结果发现，土柱通过灌水后剖面上的盐分有一部分随渗滤水带走，且随着灌水次数的增加，剖面上可随水带走的盐分含量逐渐减少。在整个土柱上土壤水分均衡为正均衡，末期水分储量较初期增加很多；土壤盐分均衡为负均衡，末期盐分储量较初期减少很多，土壤呈明显脱盐状态。 运用HYDRUS-1D软件进行了土壤水分动态变化模拟，利用实测的土壤水分运动参数和含水量数据进行识别和验证，检验结果表明所建立的数值模型能客观反映土柱的土壤水分动态变化的基本特征。 灌区表层土壤盐分均衡的计算表明，灌区表层土壤盐分减少了104.58g/m2。经预测，按目前的灌溉量进行农田灌溉，8年之后表层土壤中的盐分可以被淋洗完全，达到灌水洗盐的目的。