基于水盐生产函数的绿洲灌区水盐调控研究

土壤次生盐碱化是新疆灌溉农业所面临的最大环境问题。灌溉农业的快速扩展与灌排系统不完善是造成土壤次生盐碱化发生与恶化的关键因素。以水盐生产函数为依据，计算了不同生育阶段及全生育期阶段棉花相对产量与土壤全盐的关系，依据该计算结果对塔里木灌区的土壤盐化程度做了初步划分。基于塔里木灌区地下水埋深较浅且多为微成水的事实，比较深入地探讨了地下水合理的动态水位及作物对潜水利用问题。最后，提出了灌区水盐调控的对策，强调排水系统的通畅运行是控制土壤次生盐碱化的关键，通过排水系统和减少灌溉定额使作物生长期的地下水埋深控制在1．6～2．1m内，不但可以减少排水成本，而且也可使作物充分利用地下水，同时促进塔里木河水质的改善。

浅地下水埋深微域尺度苏打盐渍土的积盐机理探讨

通过野外定位观测和室内化验,探讨了浅埋地下水环境下苏打盐渍土的积盐机理。结果表明:在35×35m2大小的区域内,相对高差仅60cm,包括盐化草甸土、浅位柱状碱土、白盖苏打碱土和中位柱状碱土4种土壤类型。盐化草甸土分布在相对较低的洼地,几乎没有碱化层;白盖苏打碱土和中位柱状碱土分布在微坡地和高平地。高平地土壤的碱化层出现在15～30cm,碱化度(ESP)70%,微坡地土壤的ESP表层最大达75%。地下水位(初见水位)表现为洼地凸出的三维空间格局,洼地和高平地之间的地下水初见水位差达1m以上,24h后的水位基本保持在同一水平。地下水位在冻结期的变化与冻土的形成和发展有一定相关性。冻结期,部分浅埋地下水进入冻层,导致冻层含水率增加,同期地下水开始缓慢下降。盐化草甸土表层的含水率从冻结前的20%增加到50%(过饱和状态),其增量达到显著性水平(p<0·05);苏打碱土冻结层含水率有一定的变化,但变化程度不显著。冻融期间,苏打碱土表层含盐量迅速增加,其中白盖苏打碱土表层含盐量增量幅度达80%,而盐化草甸土表层的盐分含量变化不显著。

西北内陆灌区土壤次生盐渍化与地下水动态调控

土壤次生盐渍化其成因与地下水水位抬升存在密切关系。土壤次生盐渍化防治的根本措施是调控地下水位。本文在分析灌区土壤次生盐渍化发育特点的基础上,指出地下水临界深度不应是一成不变的,应该采用地下水动态临界深度。文中以天山北麓平原灌区为例,根据多年来土壤改良试验成果,确定灌区地下水临界深度为:解冻始2.0—2.5m,春灌始2.5—3.0m,春灌头水末1.2—1.5m,夏灌末2.0—2.5m,冬灌始2.5—3.0m,冬灌末1.3—1.5m。

不同潜水埋深条件下的农田土壤水分动态试验研究

不同潜水埋深下玉米田土壤水分动态表现为:该区玉米田土壤水分的季节性变化可划分为3个阶段:春季缓慢失墒期(4～6月)、雨季干湿交替期(7～8月)、稳墒恢复期(9月).地下水埋深愈浅,相同层次土壤含水率愈高.当地下水埋深较大时,0.6m以下土层含水率呈现明显的分层分布状态,表层受地下水补给的水量已大大减小,其降低的程度主要与各层次土壤的持水特性有关.

暗管埋深与控制排水对农田地下水埋深及排水量的影响

【目的】加强农田排水调控管理,协同治理农业涝渍和干旱灾害,量化浅埋暗管、定水位和动水位控制对地下水埋深和排水量变化的影响。【方法】在亳州市利辛排水试验区埋设3根长200 m、间距30 m的暗管,每个暗管出口连接集水井,集水井内暗管排水量用电子水表计量,在暗管中间的地下水观测井中测定地下水埋深。在上述试验的基础上采用DRAINMOD模型模拟淮北平原汛期的田间排水过程。【结果】浅埋暗管和定水位控制在减小地下水埋深和减少排水量上效果接近。动水位和定水位控制在夏季作物生育前期和后期均减小了地下水埋深和减少了地下排水量;作物生育中期前者的地下水埋深较后者明显增加,日地下排水量明显高于后者,如在丰水年常规暗管布局下,动水位控制的地下水埋深较定水位控制平均增加了13.9 cm,地下排水量较后者增加了2.1倍。动水位控制对地下水埋深和排水量的调节存在时滞效应,常规和深疏暗管布局下改变暗管出口控制高度后仍分别需7 d和12 d才可达预期效果。【结论】适时适量进行动水位控制排水可及时改变地下水埋深和排水量以缓解水旱胁迫。

和平灌区控制性地下水位管理研究

地下水位的变化是地下水资源量多寡最直接的表现形式,是地下水管理最重要的控制性指标。基于实践工作经验和已有成果,通过对地下水管理相关理论的梳理分析,给出了特征地下水位划分标准(红黄蓝区)的划分原则及标准。在此基础上,以黑龙江省典型灌区之一和平灌区作为示范区,根据地下水开发总量控制及控制性水位管理的实践研究经验,总结、梳理并应用了一套具有一定准确性及可操作性的方案,以期为相似地区的实践工作以及地下水优化管理研究提供理论与实践参考,并为总量控制与控制性水位管理措施或管理方法积累经验。

开采浅层水 增雨水入渗 引河水补源 水可持续用

南皮县淡水资源严重短缺,制约工农业与经济社会的发展。春季开采浅层地下水包括微咸水和半咸水抗旱灌溉,腾出地下含水层空间；汛期增加降雨入渗,减少径流流失,防渍防涝,把时空分布不均的天然降雨转化为地下水资源；秋冬利用河道沟渠引蓄河水补源,淡化地下水质,增加地下水可采量。地上水地下水联合运用,保持水资源采补平衡。实现旱涝碱咸综合治理、水资源可持续利用与经济社会可持续发展。

合理调控地下水埋深将降雨转化为可利用的水资源

华北平原东部水资源短缺,开发利用地下水包括微咸水和半咸水抗旱灌溉,调控地下水埋深在临界动态,能够增大地下库容,减少潜水蒸发与径流流失,增大降雨入渗,防治渍涝灾害,增强伏雨洗盐,淡化地下咸水,将时空分布不均的天然降雨与地表径流转化为可利用的水资源。依据实测数据推导出雨前地下水埋深、次降雨量与径流深和降雨入渗补给地下水关系的经验公式。

开采浅层水 增雨水入渗 引河水补源实现水资源可持续利用

南皮县淡水资源严重短缺,制约工农业与经济社会的发展。春季开采浅层地下水包括微咸水和半咸水抗旱灌溉,腾出地下含水层空间;汛期增加降雨入渗,减少径流流失,防渍防涝,把时空分布不均的天然降雨转化为地下水资源;秋冬利用河道沟渠引蓄河水补源,淡化地下水质,增加地下水可采量。地上水地下水联合运用,保持水资源采补平衡。实现旱涝碱咸综合治理、水资源可持续利用与经济社会可持续发展。

地下水位对干旱区河谷林耗水影响的数值模拟

为研究不同地下水位下的干旱区河谷林水分动态变化、消耗规律及维持河谷林正常生长的临界地下水埋深及其年内变化过程,利用HYDRUS-1D软件建立了河谷区地下水—土壤—植物—大气连续体(GSPAC)水分传输模型,对新疆额尔齐斯河干流河谷林水分动态过程进行模拟分析。结果表明:河谷林实际腾发量随地下水位的降低而减小,维持河谷林正常生长的临界地下水埋深(河谷林各月旬最小耗水比例达到70%时的地下水埋深)随时间变化,河谷林生长期4～10月临界地下水埋深分别为6.2m、4.2m、2.8m、3.5m、9.5m、12.2m和8.3m。