衡水地区长期咸水灌溉下土壤水盐运移与作物生长的模拟研究
发布时间：2021-03-04 07:17
黑龙港地区是河北省粮食作物的主产区,冬小麦和夏玉米是主要的粮食作物,但该地区人均水资源量仅为全国水平的1/7,水资源极度短缺,成为限制粮食发展的主要因素。同时,该地区咸水资源储量丰富,因此,研究如何合理地开发利用当地的咸水资源进行农业灌溉,节约淡水资源,对当地的农业生产具有重要的实践意义。本文以河北省农林科学院旱作农业研究所20062012年不同矿化度（1.0g/L、2.0 g/L、4.0 g/L、6.0 g/L、8.0 g/L和旱地）的咸水灌溉试验为基础,结合SWAP模型,运用各个灌溉水浓度下的土壤水盐和作物产量数据进行了模型的灵敏度分析、率定及验证。结果表明,率定的SWAP模型能够较好的反映该地区土壤水盐状况,具有可靠的模拟性。在此基础上,本文探索了咸水灌溉的适宜浓度。以试验区粉质粘壤土为例,通过19802010年间土壤盐分初值在0.700.13%的长期咸水灌溉的模拟,结果表明,长期咸水灌溉的浓度不宜大于4.0 g/L,这与该地区田间试验结果一致。从土壤储盐量以及冬小麦和夏玉米生育期的耐盐度的角度分析,当灌溉水浓度不...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景、目的及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 咸水灌溉适应性的研究
1.2.2 咸水灌溉对土壤水盐运移的研究
1.2.3 咸水灌溉对作物生长及品质的研究
1.3 研究内容、方法及技术路线
1.3.1 研究内容与方法
1.3.2 技术路线
第2章 研究区概况与试验方法
2.1 研究区概况
2.1.1 自然地理
2.1.2 气象条件
2.1.3 地形地貌
2.1.4 水文条件
2.1.5 咸水分布
2.2 研究区试验设计
2.2.1 试验地基本概况
2.2.2 试验处理
2.2.3 数据收集
2.2.3.1 气象数据收集
2.2.3.2 土壤质地数据收集
2.2.3.3 土壤水分数据收集
2.2.3.4 土壤含盐量数据收集
2.2.3.5 作物数据收集
2.3 SWAP模型介绍
2.3.1 土壤水分运动
2.3.2 土壤溶质运移
2.3.3 作物生长过程
2.3.4 作物蒸腾和土壤的蒸发
2.3.5 初始条件和边界条件
2.3.6 模型的输入和输出
第3章 模型参数灵敏度分析、率定及验证
3.1 SWAP模型的灵敏度分析
3.1.1 土壤水力学参数灵敏度分析
3.1.2 作物参数的灵敏度分析
3.2 SWAP模型的率定
3.2.1 土壤水分运动参数的率定
3.2.2 土壤溶质运移参数的率定
3.2.3 作物模块参数的率定
3.3 SWAP模型的验证
3.3.1 土壤水分运动参数的验证
3.3.2 土壤溶质运移参数的验证
3.3.3 作物模块参数的验证
3.4 冬小麦-夏玉米轮作下土壤水盐运移规律
3.4.1 农田水分平衡的分析
3.4.2 农田盐分平衡的分析
3.4.3 水分管理反应指标
3.4.4 水盐通量以及渗漏量的分析
第4章 长期咸水灌溉下水盐运移的研究
4.1 长期咸水灌溉下土壤剖面储盐量
4.1.1 土壤剖面储盐量的计算
4.1.2 模拟初始含盐量的探索
4.1.3 灌溉水适宜范围的探索
4.2 长期咸水灌溉对产量的影响
4.3 长期咸水灌溉下土壤耕作层含盐量
4.4 长期咸水灌溉的深层渗漏量
第5章 优化灌溉方案的初步探索
5.1 咸淡水轮灌方案的提出
5.1.1 咸淡水轮灌方案
5.1.2 不同咸淡水轮灌方案对作物产量的影响
5.1.3 不同咸淡水轮灌方案对作物节水效率的影响
5.2 优化咸淡水轮灌方案的模拟研究
5.2.1 优化的灌溉方案
5.2.2 优化灌溉方案下的节水效率
5.2.3 优化灌溉方案下的水盐底部通量及储盐量
第6章 结论
致谢
参考文献
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄淮海平原作物高效用水与高产协同策略(英文)[J]. 黄桂荣,刘晓英,钟秀丽. Agricultural Science & Technology. 2014(12)
[2]冀京津冬小麦灌溉需水量时空变化特征[J]. 胡玮,严昌荣,李迎春,周元花,刘勤. 中国农业气象. 2013(06)
[3]不同矿化度咸水灌溉对小麦产量和生理特性的影响[J]. 曹彩云,郑春莲,李科江,党红凯,李伟,马俊永. 中国生态农业学报. 2013(03)
[4]微咸水灌溉对河北低平原土壤盐分动态和小麦、玉米产量的影响[J]. 焦艳平,高巍,潘增辉,李科江,沈广诚. 干旱地区农业研究. 2013(02)
[5]衡水市非常规水资源综合利用措施分析[J]. 陈宝根. 地下水. 2012(03)
[6]黑龙港地区自然降水条件下粮食生产潜力研究[J]. 郑春莲,曹彩云,党红凯,李伟,马俊永,李科江. 河北农业科学. 2012(02)
[7]不同灌水方式下干旱区盐碱地土壤水盐运移特征分析[J]. 郑晓辉,巴特尔·巴克,李宏,贾伟华,赵海珍. 东北农业大学学报. 2011(05)
[8]微咸水连续灌溉对冬小麦产量和土壤理化性质的影响[J]. 吴忠东,王全九. 农业机械学报. 2010(09)
[9]不同矿化度咸水灌溉对小麦和玉米产量及土壤盐分运移的影响[J]. 郑春莲,曹彩云,李伟,马俊永,李科江,张苍根,牛英洁. 河北农业科学. 2010(09)
[10]微咸水非充分灌溉对土壤水盐分布与冬小麦产量的影响[J]. 吴忠东,王全九. 农业工程学报. 2009(09)
博士论文
[1]华北平原典型地区大规模开采条件下不同层位含水组地下水互动关系研究[D]. 高业新.中国地质科学院 2008
[2]基于Visual-MODFLOW和SWAP耦合模型干旱区微咸水灌溉的水—土环境效应预测研究[D]. 杨树青.内蒙古农业大学 2005
[3]含盐土壤节水灌溉下作物—水—盐响应关系及模型研究[D]. 孔东.内蒙古农业大学 2004
硕士论文
[1]华北平原东部典型区浅层地下水化学特征及可利用性研究[D]. 周晓妮.中国地质科学院 2008
[2]农田水分动态模拟研究[D]. 罗治勇.长安大学 2008
[3]衡水市水资源可持续利用[D]. 王博.吉林大学 2007
[4]华北平原典型区地下水质及咸淡水界面变化研究[D]. 宋海波.中国地质科学院 2006
[5]基于SWAP模型的农田水分动态模拟研究[D]. 何锦.长安大学 2006
[6]微咸水利用试验研究[D]. 叶海燕.西安理工大学 2004
本文编号：3062794
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景、目的及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究目的及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 咸水灌溉适应性的研究
1.2.2 咸水灌溉对土壤水盐运移的研究
1.2.3 咸水灌溉对作物生长及品质的研究
1.3 研究内容、方法及技术路线
1.3.1 研究内容与方法
1.3.2 技术路线
第2章 研究区概况与试验方法
2.1 研究区概况
2.1.1 自然地理
2.1.2 气象条件
2.1.3 地形地貌
2.1.4 水文条件
2.1.5 咸水分布
2.2 研究区试验设计
2.2.1 试验地基本概况
2.2.2 试验处理
2.2.3 数据收集
2.2.3.1 气象数据收集
2.2.3.2 土壤质地数据收集
2.2.3.3 土壤水分数据收集
2.2.3.4 土壤含盐量数据收集
2.2.3.5 作物数据收集
2.3 SWAP模型介绍
2.3.1 土壤水分运动
2.3.2 土壤溶质运移
2.3.3 作物生长过程
2.3.4 作物蒸腾和土壤的蒸发
2.3.5 初始条件和边界条件
2.3.6 模型的输入和输出
第3章 模型参数灵敏度分析、率定及验证
3.1 SWAP模型的灵敏度分析
3.1.1 土壤水力学参数灵敏度分析
3.1.2 作物参数的灵敏度分析
3.2 SWAP模型的率定
3.2.1 土壤水分运动参数的率定
3.2.2 土壤溶质运移参数的率定
3.2.3 作物模块参数的率定
3.3 SWAP模型的验证
3.3.1 土壤水分运动参数的验证
3.3.2 土壤溶质运移参数的验证
3.3.3 作物模块参数的验证
3.4 冬小麦-夏玉米轮作下土壤水盐运移规律
3.4.1 农田水分平衡的分析
3.4.2 农田盐分平衡的分析
3.4.3 水分管理反应指标
3.4.4 水盐通量以及渗漏量的分析
第4章 长期咸水灌溉下水盐运移的研究
4.1 长期咸水灌溉下土壤剖面储盐量
4.1.1 土壤剖面储盐量的计算
4.1.2 模拟初始含盐量的探索
4.1.3 灌溉水适宜范围的探索
4.2 长期咸水灌溉对产量的影响
4.3 长期咸水灌溉下土壤耕作层含盐量
4.4 长期咸水灌溉的深层渗漏量
第5章 优化灌溉方案的初步探索
5.1 咸淡水轮灌方案的提出
5.1.1 咸淡水轮灌方案
5.1.2 不同咸淡水轮灌方案对作物产量的影响
5.1.3 不同咸淡水轮灌方案对作物节水效率的影响
5.2 优化咸淡水轮灌方案的模拟研究
5.2.1 优化的灌溉方案
5.2.2 优化灌溉方案下的节水效率
5.2.3 优化灌溉方案下的水盐底部通量及储盐量
第6章 结论
致谢
参考文献
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄淮海平原作物高效用水与高产协同策略(英文)[J]. 黄桂荣,刘晓英,钟秀丽. Agricultural Science & Technology. 2014(12)
[2]冀京津冬小麦灌溉需水量时空变化特征[J]. 胡玮,严昌荣,李迎春,周元花,刘勤. 中国农业气象. 2013(06)
[3]不同矿化度咸水灌溉对小麦产量和生理特性的影响[J]. 曹彩云,郑春莲,李科江,党红凯,李伟,马俊永. 中国生态农业学报. 2013(03)
[4]微咸水灌溉对河北低平原土壤盐分动态和小麦、玉米产量的影响[J]. 焦艳平,高巍,潘增辉,李科江,沈广诚. 干旱地区农业研究. 2013(02)
[5]衡水市非常规水资源综合利用措施分析[J]. 陈宝根. 地下水. 2012(03)
[6]黑龙港地区自然降水条件下粮食生产潜力研究[J]. 郑春莲,曹彩云,党红凯,李伟,马俊永,李科江. 河北农业科学. 2012(02)
[7]不同灌水方式下干旱区盐碱地土壤水盐运移特征分析[J]. 郑晓辉,巴特尔·巴克,李宏,贾伟华,赵海珍. 东北农业大学学报. 2011(05)
[8]微咸水连续灌溉对冬小麦产量和土壤理化性质的影响[J]. 吴忠东,王全九. 农业机械学报. 2010(09)
[9]不同矿化度咸水灌溉对小麦和玉米产量及土壤盐分运移的影响[J]. 郑春莲,曹彩云,李伟,马俊永,李科江,张苍根,牛英洁. 河北农业科学. 2010(09)
[10]微咸水非充分灌溉对土壤水盐分布与冬小麦产量的影响[J]. 吴忠东,王全九. 农业工程学报. 2009(09)
博士论文
[1]华北平原典型地区大规模开采条件下不同层位含水组地下水互动关系研究[D]. 高业新.中国地质科学院 2008
[2]基于Visual-MODFLOW和SWAP耦合模型干旱区微咸水灌溉的水—土环境效应预测研究[D]. 杨树青.内蒙古农业大学 2005
[3]含盐土壤节水灌溉下作物—水—盐响应关系及模型研究[D]. 孔东.内蒙古农业大学 2004
硕士论文
[1]华北平原东部典型区浅层地下水化学特征及可利用性研究[D]. 周晓妮.中国地质科学院 2008
[2]农田水分动态模拟研究[D]. 罗治勇.长安大学 2008
[3]衡水市水资源可持续利用[D]. 王博.吉林大学 2007
[4]华北平原典型区地下水质及咸淡水界面变化研究[D]. 宋海波.中国地质科学院 2006
[5]基于SWAP模型的农田水分动态模拟研究[D]. 何锦.长安大学 2006
[6]微咸水利用试验研究[D]. 叶海燕.西安理工大学 2004
本文编号：3062794
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