不同灌溉方式下矿区排土场边坡植被恢复的灌溉制度与水分运移模拟研究

发布时间：2020-06-26 04:42

【摘要】：草原矿区排土场边坡水土流失严重且植被恢复困难,在植被恢复过程中必须依靠灌溉保证植被成活与生长,本论文结合排土场边坡水土流失的特征,选取微喷和滴灌两种灌溉方式进行对比,由于边坡灌溉较易产生地表径流而发生土壤侵蚀,因此,基于水土流失和节水条件下的合理灌溉方式与灌溉制度是植被恢复过程中关键。通过设置不同灌水量控制下限(占田间持水量的55%、45%、35%)条件,分别研究了微喷和滴灌在边坡灌溉方面的适宜性,结合两种灌溉方式的适应性评价与生态效益分析,提出适宜边坡植被恢复的灌溉制度,为草原矿区排土场边坡植被恢复提供科学依据。本研究通过土壤水分实时变化数据和自动气象站的观测数据,结合试验过程中其他观测数据,分析了不同灌溉方式下边坡的水分运移规律,采用HYDRUS-1D模型对单点水分运移规律进行了模拟,明确了苜蓿生长过程中的耗水规律及优化灌溉制度。主要研究结论如下：(1)利用HYDRUS-1D模型对边坡单点的水分进行模拟。模拟结果显示土壤深度为0-20cm土层的土壤水分模拟值与实测值最接近,而20-40cm土层的土壤含水量的模拟值与实测值精度较0-20cm土层稍低,说明深层土壤比表层土壤对短期降水过程或短期灌溉的敏感性较差,因为HYDRUS-1D模型可能对这种由植被主导的土壤水分变化过程存在着局限性。(2)分析了边坡不同坡位处的水分运移规律和间歇式灌溉水分运移规律。滴灌能够更好的控制不同坡位处的土壤水分,整个坡面的土壤水分更加均匀,同时也能让更多的灌溉水入渗,其入渗深度大于微喷,达到了边坡植被恢复过程中所需水分的要求。(3)确定了边坡适宜灌水方式和灌水量控制下限。通过滴灌和微喷两种灌溉方式的对比,确定了最适宜排土场边坡的植被恢复的灌溉方式和土壤含水量控制下限为：滴灌方式下利用45%的灌水量控制下限进行灌溉,其灌溉定额较低,为125m3/亩,干草量为251.36kg/亩,且不同坡位处的干草量相差较小,耗水量为353.5mm,现蕾-开花期的耗水量最大,日耗水强度为4：0 mm/d,水分利用效率也是最高的,为10.67 kg/hm2·mm。(4)通过适应性评价和生态效益评价,得出适宜边坡植被恢复的灌溉制度。采用滴灌方式,利用45%的灌水量控制下限,灌水8次,(6月份灌水3次,7月份灌水3次,8月份灌水2次),灌溉定额为128m3/亩；同时需要满足：灌溉形式为间歇式灌溉,灌溉顺序为先灌溉坡上,其次坡中,最后坡下,且三个坡位循环灌溉,直到把一次需要灌的水灌完为止。
【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】：S275

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本文编号：2729840