土壤水盐运移特征研究

土壤污染和土壤盐碱化的加剧使得土壤溶质运移成为研究的热点问题,由于不 断增长的人口对粮食和水的需求增加,微咸水利用和开发利用盐碱地具有重要意 义。本文在借鉴国内外有关土壤溶质运移、微咸水利用和膜下滴灌开发利用盐碱地 研究成果的基础上,采取了理论分析与室内外试验相结合的方法,对土壤溶质运移 模型参数的确定方法、微咸水安全利用和膜下滴灌开发利用盐碱地进行了研究,取 得了如下结论。 1. 在特定条件下,两流区模型能转化为两区模型。在连续输入情况下,两模 型的参数具有很好的一致性。对于粉砂性土壤,可以认为毛管束模型和两区模型中 的不动水体含量相同,建立了弥散度和Brooks-Corey模型参数n之间的简单函数 关系,从而可利用土壤水分特征曲线预测两区模型的水动力弥散系数。 2. 在微咸水入渗条件下,累积入渗量、湿润锋和入渗率随入渗水矿化度和土 壤初始含水量的增加而增加,但当入渗水矿化度大于3g/1时,土壤的入渗能力反 而减小;对于初始含盐量较高的土壤,微咸水入渗也有脱盐作用,脱盐深度随累积 入渗量的增加呈幂函数增加,随入渗水矿化度和土壤初始含水量的增加而减小;水 分的脱盐效率随淋洗水量和入渗水矿化度的增加而减小,与土壤初始含水量无关。 3. 不同灌水量的淡水和微咸水灌溉试验结果表明,在相同的灌水量下,微咸 水灌溉相对于淡水灌溉小麦平均减产20-30%;亩穗数比淡水处理增加30%左右; 小麦生育期平均耗水强度和水分利用效率普遍低于相同灌水量下的淡水处理;在淡 水灌溉条件下,缺少拔节水和灌浆水能提高水分的利用效率,缺少抽穗水会降低水 分的利用效率,所以在缺水情况下,抽穗水应优先考虑。在微咸水灌溉条件下,只 西安理工大学硕士学位论文 有缺灌浆水时,小麦产量才有明显降低,所以在缺水情况下,灌浆水应优先考虑。 4.通过不同矿化度的微咸水灌溉试验发现,小麦的产量随灌水矿化度的增加 而减少,39/1是微咸水灌溉不减产的灌水水质的上限;灌水矿化度的增加降低了 小麦在生育期的平均耗水强度,增加了小麦的水分利用效率。不同轮灌次序的咸 (39川淡(0.929/1)轮灌试验结果表明,采用咸淡轮灌,小麦产量和水分利用效率 在咸水和淡水灌溉之间. 5.大田膜下滴灌试验表明,滴灌条件下,土壤水分和盐分具有显著的沿径向 分布规律,土壤水分随滴头距离的增加而减少,土层平均含盐量有随土壤深度累积 的趋势,土壤盐分浓度的变异性随土层深度的增加而递减,在表层O一10cm变异最 大。覆膜的保水和抑盐效果与灌溉制度有关,在蒸发强烈的盐碱地区,覆膜的抑盐 作用比保水作用显著。灌水周期对土壤平均含水量的影响程度与灌水定额有关;土 壤盐分对灌水周期反应比较敏感,灌水周期越长,相对于不覆膜处理,覆膜处理的 土壤盐分和盐分浓度越小。相同灌溉定额下,灌水频率对土壤水分影响不大,但是 高频率灌溉的土壤含盐量和盐分浓度比低频灌溉低;覆膜处理的葡萄产量比不覆膜 处理高;灌水定额越大,灌水频率越低,产量越高。土壤表层60cm以内的土壤溶 液浓度在无膜覆盖条件下沿生育期显著增加,在有膜覆盖条件下则比较稳定;在表 层10cm左右,土壤溶液浓度在行间2m处最大,在行内最小,其中覆膜处理比不覆 膜处理的行内土壤溶液浓度低。 关键词:两流区模型,两区模型,毛管束模型,微咸水,膜下滴灌,盐碱地改良