河套灌区不同灌溉模式水热盐效应及井渠结合区水盐变化规律研究

发布时间：2020-06-03 17:09

【摘要】：本文针对内蒙古河套灌区水资源短缺,干旱盐渍化严重的现状,根据农田尺度上节水控盐灌溉、区域尺度上井渠结合调控地下水位降蒸抑盐的思路,通过研究玉米膜下滴灌不同灌溉制度下的水盐分布运移规律,比较不同灌溉模式(黄河水畦灌、井水畦灌、井水滴灌,分别简记为H、J、D)灌溉水-土壤水-地下水转化关系、土壤热量盐分状况及对玉米生长产量的影响等,分析井渠结合区渠灌、井灌区典型作物灌溉制度、水盐变化及井渠结合对地下水埋深的调控效果及对土壤盐分的影响,有以下初步成果：(1)内蒙古河套灌区干旱少雨蒸发强烈,膜下滴灌土壤水分在强烈的蒸发作用下主要经不覆膜区蒸发和植株蒸腾散失,盐分随水分由膜内向膜外,由深层向地表定向迁移运动趋于膜外地表积累,剖面分布极不均匀。膜下滴灌土壤温度受气温、玉米覆盖度(LAI)、灌水及土壤含水率共同作用,灌水后土壤温度剧烈下降,2-3天后恢复。非生育期洗盐灌溉效果显著,秋浇灌黄河水180mmm后0-100cm土壤盐分平均下降10.86%-26.14%,剖面分布较均匀。河套灌区膜下滴灌土壤盐分调控建议为生育期滴灌灌溉制度和非生育期洗盐灌溉双重调控。(2)不同灌溉模式土壤水分及盐分在灌水、降雨和蒸发作用下波动变化,灌溉水-土壤水-地下水交换强烈,H、J、D生育期作物对地下水的利用量分别为64.0、46.5、27.9mm,单次灌水对地下水的补给系数分别为0.13、0.10和0。两次灌水间隔间作物会消耗下层土壤储水及地下水,修正后H、J、D田间灌溉水利用效率分别达到82.95%、88.13%、100%,较传统的田间灌溉水利用效率提高92.07%,50.79%,45.45%。生育期H、J、D耗水量分别为512.6、463、392.85mm,灌溉水分生产率(IWP) H、J、D分别为2.84、3.18、4.96kg/m3,水分生产率(WP) H、J、D分别为2.90、3.26、4.16kg/m3。全生育期0-40cm土壤H、J、D的积温分别为2647.08、2615.14、2586.18℃,差异不大,而灌水后土壤温度下降幅度JHD。H整个生育期土壤盐分增加,J呈表层脱盐,底层积盐的状态,而D盐分在膜侧运移积累,综合H、J、D生育期0-100cm土体盐分平衡状况,建议膜下滴灌2年一洗盐。井渠结合区典型地块灌溉制度及水盐监测也表明,目前大的灌溉定额是井灌区生育期维持土壤盐分平衡而不用每年秋浇的主要因素。(3)井渠结合对区域地下水及土壤盐分的调控效果显著。隆盛井渠结合后较前地下水位下降0.778m,现状条件下地下水埋深较大的概率范围是在2.30 m-2.44m。井渠结合区地下水埋深(WL)是降雨(P)、引水(Y)、ETo、井渠结合工程(WC)等人为因素与自然因素共同相互作用的结果。通径分析结果显示：WC对WL的直接影响最大,贡献达到0.810,是地下水下降的最主要因素；ETo对于WL的影响居于第2位,其对地下水埋深的影响直接和间接作用相当；Y通过P、ET0、WC的间接作用之和达到0.990,贡献为-0.229；P对WL的影响相对较小。井渠结合对土壤盐分的影响,从时间上看,井渠结合后期(2009-2015年)区域土壤盐分较井渠结合前及初期(2002-2005年)下降32.31%,且井渠结合初期井灌区土壤盐分较渠灌区下降剧烈,井灌区土壤盐分年际均值较渠灌区低18.56%；从空间上看,同一时间(秋浇前),井灌区0-100cm平均土壤盐分为0.293ds/m,渠灌区较井灌区高16.33%。井渠结合区地下水埋深与土壤盐分满足三次多项式关系,地下水埋深大于2m后,埋深越大,土壤盐渍化程度越轻,且盐分下降越快。调控地下水位是干旱半干旱地下水浅埋区土壤盐分控制的主要途径。内蒙古河套灌区井渠结合膜下滴灌土壤水盐调控策略与建议为：井灌区膜下滴灌需以生育期灌溉制度和非生育期引黄洗盐灌溉相结合,生育期灌溉制度宜以作物高产及膜内作物根层土壤不积盐为目标,但由于河套灌区复杂的水文地质条件及冻融影响,非生育期膜下滴灌盐分累积到何种程度需洗盐灌溉及具体合理的制度还需进一步深入研究。渠灌区建议维持目前现有的生育期灌溉制度和秋浇洗盐制度,以维持土壤盐分的平衡及区域地下水的稳定。
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S274

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