收藏本站
《中国地质科学院》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

次生盐渍化地区包气带水盐运移试验及地下水位动态调控研究

杨会峰  
【摘要】:土壤次生盐渍化的调控与防治是河套灌区农业持续发展和生态环境保护必须面对的重大课题。灌区已有关于“地下水位临界埋深”研究主要依靠定性分析或利用毛细上升高度估算,存在主观性强、精度较低、难以应用的问题。本论文通过河套平原典型次生盐渍化地区不同岩性、不同地下水位埋深、是否有作物种植条件下的包气带水盐运移调控原位试验,探讨了各主要控制因素对包气带水盐运移的影响机制;建立了饱和带-非饱和带水盐运移耦合模型,开展了地下水位埋深调控定量研究,确定了不同包气带岩性区、不同时段的地下水位埋深动态调控临界值,提出了防治土壤次生盐渍化的调控对策。取得的主要认识: (1)河套灌区十壤水盐的主控因素是地下水位埋深、包气带岩性和作物生长期的灌溉。包气带岩性无法调控,因此主要考虑不同包气带差异,调控地下水位埋深和灌溉强度、频次。 (2)地下水位埋深对包气带水盐分布及运移具有控制作用。地下水位埋深小于1.0m时,包气带表层在年内大部分时段都处于强烈的蒸发积盐状态,导致严重的十壤盐渍化问题;地下水位埋深2.0m时,毛细上升高度达不到包气带浅部,土壤蒸发强度显著减小,包气带表层积盐程度显著降低;地下水位埋深3.0m时,地下水基本不参与包气带表层积盐,包气带表层盐分会随着降水淋滤和灌溉冲洗不断降低,直至接近完全脱盐状态。 (3)不同包气带岩性毛细上升高度和速度的差异导致了潜水蒸发和土壤表层盐分积累程度的差别。粘砂士和砂粘士毛细上升高为1.5-1.7m,粉砂毛细上升高度为1.0-1.2m,毛细上升速度粉砂最大,粘砂土次之、砂粘土最小。不同试验池内潜水蒸发显示:水位埋深1.0m时,粉砂试验池潜水蒸发量最大,粘砂土次之,砂粘土最小;水位埋深2.0m时,各试验池潜水蒸发量都显著降低,粘砂土试验池潜水蒸发量显著大于粉砂和砂粘土,粉砂稍大于砂粘土。在大的降水或灌溉时,各类岩性0-50cm范围内盐分淋滤的难易次序为:砂粘土、粘砂土、粉砂;降水或灌溉后,受蒸发作用影响,盐分积累增大的幅度:水位埋深较大时,粘砂土大于粉砂,粉砂大于砂粘土;水位埋深较小时,粉砂大于粘砂土,粘砂土大于砂粘土。 (4)作物覆盖能有效减小土壤棵间蒸发,从而降低表层盐分积累,而在作物根系层相同深度的盐分积累要大于裸地;作物生长期内的灌溉对包气带水盐运移有着非常重要的影响,灌溉后包气带浅部的盐分随着水分入渗而显著降低,较深士层盐分变化特征与灌溉强度有直接关系。 (5)利用饱和带-非饱和带水盐运移耦合模型,定量确定了不同包气带岩性区、不同时段的防治土壤盐渍化地下水位埋深动态调控临界值和冲洗盐分的灌溉定额。粘砂十分布区:3-6月份,灌溉冲洗定额不小于160立方米/亩,地下水位埋深大于2.4m;7月初-9月初,灌溉定额不小于80立方米/亩,地下水位埋深大于1.8m;9月中旬-11月中旬,灌溉定额不小于110立方米/亩,地下水位埋深大于1.5m;11月下旬-翌年3月上旬,控制封冻前水位埋深大于2.0-2.2m;砂粘土分布区:3-6月份,灌溉冲洗定额不小于190立方米/亩,地下水位埋深大于2.0m;7月初-9月初,灌溉定额不小于80立方米/亩,地下水位埋深大于1.7m;9月中旬-11月中旬,灌溉定额不小于110立方米/亩,地下水位埋深大于1.4m;11月下旬-翌年3月上旬,控制封冻前水位埋深大于1.7-2.0m;粉砂分布区:3-6月份,灌溉冲洗定额不小于100立方米/亩,地下水位埋深大于2.3m;7月初-9月初,灌溉定额不小于70立方米/亩,地下水位埋深大于2.0m;9月中旬-11月中旬,灌溉定额不小于60立方米/亩,地下水位埋深大于1.7m;11月下旬-翌年3月上旬,控制封冻前水位埋深大于1.5-1.7m。 本文的特色在于:通过大量实验,系统厘定了不同深度的粘砂土、砂粘十、粉砂的包气带水盐运移关键参数,提高了模型预测的精度;利用野外原位试验池控制地下水位埋深和包气带岩性,开展了不同岩性、不同水位埋深、是否有作物覆盖条件下水盐运移调控原位试验;以压力水头为变量,构建并识别了饱和带-非饱和带水盐运移耦合模型,定量确定了不同包气带岩性区、不同时段的地下水位埋深动态调控临界值。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 洪国华,梁会圃,王宏珍;包气带水研究方向浅议[J];地下水;2005年05期
2 王红旗;应用模糊聚类分析划分一年内包气带水份变化阶段[J];水文地质工程地质;1991年04期
3 张亚哲;申建梅;王建中;;包气带水研究进展[J];农业环境与发展;2009年06期
4 袁利娟;庞忠和;;包气带硝酸盐分布的差异性及其形成机理:以正定、栾城为例[J];水文地质工程地质;2012年01期
5 许兆义,赵英杰,陈家军;包气带水流中黄土裂隙作用机制研究[J];长春地质学院学报;1993年03期
6 张春辉,裴元生;氨氮在大厚度包气带土层中迁移转化的数学模拟[J];甘肃环境研究与监测;2001年01期
7 徐绍利,陈丹桂;包气带水浅议[J];水文地质工程地质;1993年02期
8 高业新;张冰;崔浩浩;;包气带水入渗过程中水化学组分运移规律研究[J];水文地质工程地质;2014年02期
9 李训华;沙漠包气带水分运移机理研究[J];煤田地质与勘探;2004年05期
10 金云成;李强;;利用包气带水分体积分数计算水资源评价参数[J];吉林地质;2005年04期
11 张光辉;镉在包气带中的迁移与积累特征[J];西安工程学院学报;1995年02期
12 李金柱;包气带土壤水分动态分析[J];山西水利;2002年06期
13 施德鸿;谈包气带水分的研究[J];中国地质;1983年09期
14 李惠娣,杨琦,聂振龙,张光辉,尚海涛;土壤结构变化对包气带土壤水分参数的影响及环境效应[J];水土保持学报;2002年06期
15 马金珠,张惠昌,易立新,钱鞠;腾格里沙漠包气带水、汽、热运动的耦合模型及水热状况模拟[J];中国沙漠;1998年04期
16 聂振龙;连英立;段宝谦;申建梅;王金哲;严明疆;;利用包气带环境示踪剂评估张掖盆地降水入渗速率[J];地球学报;2011年01期
17 刘君;卫文;张琳;王莹;段宝谦;刘福亮;;土壤水D和~(18)O同位素在揭示包气带水分运移中的应用[J];勘察科学技术;2012年05期
18 姚雨凤;尚笃信;;潜水补给机理的研究[J];工程勘察;1982年03期
19 彭胜,陈家军,王金生,王志明,李书绅;包气带水气二相流国外研究综述[J];水科学进展;2000年03期
20 李金柱,张永忠;包气带土壤水分势能剖面与水分运动状况浅析[J];地下水;1997年01期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 施德鸿;贾永瑞;左秀法;李孟海;;洛川黄土塬包气带水份赋存与运移的研究[A];中国地质科学院水文地质工程地质研究所所刊(第1号)[C];1985年
2 陈家军;支银芳;;包气带水气二相流数值模型的联立求解方法[A];第十八届全国水动力学研讨会文集[C];2004年
3 袁利娟;庞忠和;;包气带硝酸盐分布的差异性及其形成机理:以正定、栾城为例[A];中国科学院地质与地球物理研究所2012年度(第12届)学术论文汇编——工程地质与水资源研究室[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 宋亚新;神府—东胜采煤塌陷区包气带水分运移及生态环境效应研究[D];中国地质科学院;2007年
2 杨会峰;次生盐渍化地区包气带水盐运移试验及地下水位动态调控研究[D];中国地质科学院;2011年
3 曾亦键;浅层包气带水—汽—热耦合运移规律及其数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2012年
4 李永涛;LNAPLs在包气带中运移机理及模拟研究[D];长安大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨峰;植被影响下包气带水分运移规律研究[D];长安大学;2012年
2 钱静;脉冲式入渗水在包气带运移的试验观测和数值模拟[D];中国地质大学(北京);2013年
3 段鹏;包气带岩性结构对地下水补给的影响研究[D];长安大学;2013年
4 荆晶;天山北麓平原区地下水及包气带与表生生态环境关系研究[D];长安大学;2007年
5 乔冈;天山北麓平原区包气带水分运移机理与数值分析[D];长安大学;2006年
6 吴胜军;干旱地区包气带中水分和盐份的分布运移及其对生态环境的影响[D];中国地质大学(北京);2003年
7 王燕河;有机污染物在包气带中迁移转化模型研究[D];吉林大学;2013年
8 潘晓峰;氮在包气带中迁移转化规律的研究及模型的建立[D];吉林大学;2007年
9 侯莉莉;蒸发条件下包气带水热运移模拟研究[D];长安大学;2009年
10 刘超;模拟降雨条件下非均质包气带中“三氮”迁移转化规律研究[D];中国地质大学(北京);2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978