灌水量和暗管埋深对排水排盐规律的影响与数值模拟.pdfVIP

摘要 目的：中国的西北部属于干旱地区，水资源严重匮乏，土壤盐渍化问题突出。20 世纪末，新疆 地区大面积推广膜下滴灌技术之后，逐渐荒废了原有的排水渠，形成了“滴灌无排” 的模式。这种模 式短期内可以湿润根系层，使得根系层暂时脱盐，但长期会使新疆地区土壤次生盐渍化加剧，严重 影响了该地区农业和环境的可持续发展。暗管排水工程是治理土壤盐渍化的重要手段，其中灌水量 和暗管埋深是排水排盐效率的 2 个重要影响因素。 方法：本文基于暗管排水模型试验和 HYDRUS 数值模型，通过控制暗管埋深和灌水量，研究二 者对水盐运移规律的影响，确定单指标优化的最佳暗管埋深和灌水量组合，验证数值模型后，利用 优化后的数值模型参数，建立 146 团盐荒地的数值模型。 结果：研究了暗管埋深和灌水量对农田各土层水盐运移的影响和总盐变化规律，确定出最优治 理方案。 结论： （1）土柱试验利用回归方程确定出各响应变量所对应的最优灌水量和暗管埋深组合，其中， D60W42.96 （D 代表暗管埋深，cm ；W 代表灌水量，L ）处理下，0~60cm 平均脱盐率达到最大，为 83.15%；D73.88W42.45 处理下，0~80cm 平均脱盐率达到最大，为 78.74% ；D80.41W42.96 处理下， 0~100cm 平均脱盐率达到最大，为 77.28% ；D100W45 处理下，暗管排盐率达到最大，为 30.65%； D96.73W45 处理下，地下水排盐率达到最大，为 50.76% 。 （2 ）土柱和土槽在暗管排水的影响下，各土层脱盐显著。利用HYDRUS 软件得到的模拟值与 实测值吻合度较高，土柱含水率最大 RMSE 值和最小 R²分别为 1.677%和 0.857 ，含盐量最大RMSE -1 和 0.865 ；土槽含水率最大 RMSE 值和最小 R²分别为 0.972%和 0.731 ； 值和最小 R²分别为 1.720g·kg 土槽含盐量最大 RMSE 值和最小 R²分别为 0.205 g·kg-1 和 0.729 ，均在可接受范围内。 （3 ）利用数值模型对 146 团盐荒地进行模拟显示，随着灌水量的增加，土壤的脱盐程度越来越 大，随着暗管埋深的增加，土壤的脱盐效果越来越好，但暗管埋深对土壤平均含盐量的影响较小。 暗管埋深 2.2 m 和灌溉定额 480 m3/亩处理下的 0~200 cm 深度范围脱盐率最大，为最佳灌水量和暗 管埋深组合，膜下和整体脱盐率分别达到了 51.72%和 16.67%。 （4 ）随着距暗管水平距离的增加，各层土壤含水率和含盐量除了在数值上有一些微小变化之外， 变化趋势几乎一致，这说明在相同暗管深埋条件下，距暗管水平距离对各层土壤盐分运移的影响较 小。 关键词：暗管排水；水盐运移；暗管埋深；灌水量；HYDRUS 模型 I Abstract Object: Northwest China is a dry area, with severe water shortage and prominent soil salinization. At the end of the 20th century, after the large-scale promotion of drip irrigation under film in Xinjiang, the original drainage channels were gradually abandoned, forming a drip irrigation without drainage mode. This model can moisten the root layer in the short term and make the root layer desalt tempora