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《河海大学》 2005年
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土壤水盐运移模拟及灌溉制度优化设计

吕祝乌  
【摘要】:在目前水资源十分短缺的情况下,开发利用新水源已备受关注,微咸水作为 农业灌溉的新兴水源已成为国内外研究的热点,并逐步进行推广利用,但由于微 咸水的灌溉过程中易产生土壤盐碱化的现象,因此对土壤水盐状况进行研究分 析,建立合理的作物水盐优化调控管理模式就显得尤为重要。 本文是在综述国内外微咸水利用的基础上,阐述了土壤水盐运移的基本理 论,并分析了作物水盐最优灌溉制度的制定,最后从可持续发展角度出发,指出 了在利用微咸水进行农业灌溉制度管理中存在的主要问题及今后努力的方向。并 着力研究了以下几个方面内容: 1. 以SPAC系统作为研究对象,建立了大田水盐平衡数学模型;然后根据 达西定律和质量守恒原理建立了土壤水盐运动模型,并对两类不同的水盐运移模 型进行了机理分析与模型参数的确定。 2. 分析了大田水盐平衡数学模型的求解方法;利用隐式有限差分法对土壤 水盐运动模型进行了离散求解,实现了水盐运移的数值模拟,然后以江苏射阳试 验站实测资料与数值解对比表明:运动模型能够较好地描述土壤剖面水盐的运动 过程,两类模型均能预测农田水盐的变化趋势,均可用于作物灌溉制度的设计。 3. 研究了作物水盐生产函数的表达形式,并将其应用于咸、淡水交替灌溉 的最优灌溉制度,采用两级水平的求解方法建立了灌溉制度优化模型。在模型中 引入土壤水盐动态模型作为控制条件,最后编制了计算程序。 4. 结合射阳试验站冬小麦的咸淡水灌溉试验,分别计算了不同灌溉设计保 证率下的最优灌溉制度,为当地微咸水资源的利用及咸、淡水灌溉制度管理提供 了理论指导。 研究表明:合理利用微咸水资源灌溉作物能够较好地解决淡水资源短缺的问 题,防止土壤盐碱化的发生,并且可以提高作物的产量,达到节水、控盐、丰产 的目的,具有良好的经济效益与环境效益。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:S153;S274.1

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