惠民縣微咸水灌溉區(qū)土壤水鹽運(yùn)移數(shù)值模擬及分析.pdf

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1、灌溉排水學(xué)報(bào)2017年1月第36卷第1期JournalofIrrigationandDrainage文章編號(hào)：1672-3317(2017)01-0033-07惠民縣微咸水灌溉區(qū)土壤水鹽運(yùn)移數(shù)值模擬及分析趙志強(qiáng)，徐征和，閆良國(guó)，龐桂斌，王通，張立志（濟(jì)南大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，濟(jì)南250022）摘要：為合理利用水資源、保證地下水鹽環(huán)境，以惠民縣桑落墅項(xiàng)目區(qū)為研究對(duì)象，運(yùn)用HYDRUS軟件，構(gòu)建了土壤水鹽運(yùn)移數(shù)值模型，并在微咸水灌溉條件下對(duì)該地區(qū)土壤水鹽運(yùn)移進(jìn)行了數(shù)值模擬和分析。結(jié)果表明，HY-DRUS模型可以較好對(duì)土壤水鹽運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行模擬，按照淡水-微咸水-淡水順序灌溉，每次

2、灌后土壤濕潤(rùn)層積鹽位置分別離土壤表層40、40、20cm。5月土壤含鹽量最低，4月土壤含鹽量較3、5月偏高。3月土壤含水率最低，5月較3、4月要高。3、4、5月，研究區(qū)地下水埋深變化范圍為0.7~3.5m。研究區(qū)域土壤屬于輕度鹽漬化。關(guān)鍵詞：惠民縣；微咸水灌溉；數(shù)值模擬；分布特征；運(yùn)移規(guī)律中圖分類(lèi)號(hào)：S156.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10.13522/j.cnki.ggps.2017.01.006趙志強(qiáng)，徐征和，閆良國(guó)，等.惠民縣微咸水灌溉區(qū)土壤水鹽運(yùn)移數(shù)值模擬及分析[J].灌溉排水學(xué)報(bào)，2017，36（1）：33-39．0引言[1][2]土壤水鹽運(yùn)動(dòng)理論最早起源于Dar

3、cy定律，并由Richards建立了多孔介質(zhì)中水流運(yùn)動(dòng)的基本方程。目前，研究工作者利用HYDRUS模型對(duì)微咸水灌溉區(qū)土壤水鹽運(yùn)移進(jìn)行了大量的模擬研究，并取得了大[3]量的研究成果。許迪等利用HYDRUS模型模擬了冬小麥田間土壤水分運(yùn)移過(guò)程，得出土壤質(zhì)地結(jié)構(gòu)決[4]定滴頭流量規(guī)格和適宜埋深的重要因素；曹巧紅等運(yùn)用HYDRUS模型對(duì)農(nóng)田水分和氮素的運(yùn)移特征進(jìn)行了分析，得出水分滲漏是影響氮淋失主要因素，調(diào)整灌溉措施減少根層水分滲漏是減少氮淋失的有效[5]措施。余根堅(jiān)等運(yùn)用HYDRUS模型模擬不同灌水模式下土壤水鹽運(yùn)移特征，得出在相同灌水定額下，100cm土體內(nèi)溝灌平均土壤含鹽量

4、比畦灌平均土壤含鹽量降低24.4%，溝灌可以有效控制土壤鹽分的累[6]積。在農(nóng)田土壤中水鹽運(yùn)移、分布特征的模擬方面，美國(guó)鹽漬土實(shí)驗(yàn)室有較深入研究外，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究也取得了豐碩的研究成果，并且運(yùn)用HYDRUS模型進(jìn)行模擬的研究應(yīng)用已十分廣泛。但在黃河三角洲微咸水灌溉區(qū)的研究很少，土壤水鹽對(duì)農(nóng)作物正常的生長(zhǎng)發(fā)育扮演著十分重要的角色，研究土壤水鹽運(yùn)移[7-8]分布特征對(duì)于改良地下水環(huán)境、防止土壤次生鹽漬化有著重大的實(shí)際意義。為此，選取惠民縣桑落墅微咸水灌溉區(qū)作為研究對(duì)象，進(jìn)一步豐富土壤水鹽運(yùn)移特征的相關(guān)理論，同時(shí)可使HYDRUS模型得到廣泛應(yīng)用。1材料與方法1.1研究區(qū)概況桑落墅

5、鎮(zhèn)地處魯北平原，黃河下游北岸，濱城、陽(yáng)信、惠民三區(qū)縣交界處，地理位置得天獨(dú)厚，黃泛沖擊2是造成惠民縣貧咸水區(qū)面積大的主要原因。研究區(qū)總面積1666.75hm，多年平均降水量為549.82mm，多[9]年平均蒸發(fā)量1133.3mm，平均地下水位7.5m。地下水在垂直方向上呈淡水和淡咸水相間分布，構(gòu)成了收稿日期：2016-04-13基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51509105)；山東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（ZR2014EEQ020）；山東省省級(jí)水利科研與技術(shù)推廣項(xiàng)目（SDSLKY201410）；濟(jì)南大學(xué)研究生創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目（GIFUJN）作者簡(jiǎn)介：趙志強(qiáng)(1990-)，男。

6、碩士研究生，主要從事節(jié)水灌溉理論與技術(shù)研究。E-mail:1299324237@qq.com通信作者：徐征和(1968-)，男。教授，主要從事節(jié)水灌溉理論與技術(shù)研究。E-mail:xu4045@126.com33咸-淡、淡-咸-淡與全淡型結(jié)構(gòu)。土壤類(lèi)型主要為壤土和砂壤土，砂壤土主要在地下80cm處。該區(qū)域農(nóng)作物以冬小麥和夏玉米為主，灌溉方式以畦灌為主，灌溉水源分為引黃灌溉和機(jī)井灌溉。以冬小麥為研究對(duì)象，在其生長(zhǎng)期內(nèi)，探究微咸水灌溉對(duì)土壤水鹽的影響。1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)選取3塊典型試驗(yàn)田進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，測(cè)定主要指標(biāo)有土壤含鹽量、土壤含水率。每塊試驗(yàn)田長(zhǎng)120m，寬4.5m，分別位于

7、研究區(qū)域的南、西南、東南3個(gè)方向；研究選取井渠混灌的方式進(jìn)行灌溉，采用灌3水的灌溉制--2-度，其中，抽穗水用微咸水灌溉，微咸水水質(zhì)指標(biāo)EC（電導(dǎo)率）為3.5dS/m，陰離子HCO3、Cl、SO4物質(zhì)的量濃2+2+++度分別為15.1、19.2、15.6mmol/L，陽(yáng)離子Ca、Mg、Na+K物質(zhì)的量濃度分別為2.4、16.6、117.5mmol/L，礦化32度為2.45g/L，灌水定額見(jiàn)表1；微咸水井井深30m，單井出水量45m/h，單井控制面積6hm，井間距200m，井群間隔均衡布置；田間灌溉為給水口加移動(dòng)軟管，管徑70m