伊犁河流域土壤盐渍化对地下水特征的响应

分析土壤盐渍化与地下水特征之间的关系对区域水土资源可持续利用具有重要意义,同时也为地下水资源管理的科学化和现代化提供技术支撑。利用136个土壤剖面的540个土壤样品及相应地下水观测数据,采用对数正态分布模型,对伊犁河流域地下水埋深、矿化度对土壤盐渍化的影响进行了研究,计算分析了防止土壤盐渍化的地下水临界深度。结果表明:研究区表层土壤含盐量随地下水矿化度的增加呈指数增加的趋势;各土层含盐量随地下水埋深的增加呈对数下降的趋势;当地下水矿化度介于1~3g/L、3~6g/L、6~10g/L与1~10g/L时,盐渍化土壤出现频率峰值所对应的地下水埋深分别为1.44 m、1.65m、1.83m与1.63m。为了防止土壤次生盐渍化,当地下水矿化度介于1~3g/L、3~6g/L、6~10g/L与1~10g/L时,地下水埋深分别控制在2.06m、2.49m、2.66m与2.24m以上。地下水矿化度越大,可在较大的地下水埋深范围内发生土壤盐渍化。对数正态分布模型分析结果与对数拟合曲线分析结果基本一致,说明研究结果是可靠的。地下水埋深2.5m可作为防止土壤盐渍化的临界地下水埋深。     

基于生态圈层结构稳定的地下水位计算与调控

干旱区绿洲灌区水资源集中开发使用,改变了地下水潜流场分布,造成了盐渍化和荒漠化并存的生态问题,严重威胁着绿洲的生态安全。以生态圈层结构理论为基础,深化研究潜水影响层概念内涵,构建干旱平原区潜水蒸发概念性模型,以黑河罗城灌区为例,从机理上揭示干旱区荒漠化与盐渍化的地下水埋深条件并进行定量计算与调控,主要成果如下:①描述了造成内陆河干旱区绿洲内部盐渍化和过渡带荒漠化的潜水蒸发运移规律,利用潜水影响层定义了盐渍化与荒漠化地下水临界埋深,并进行了定量计算,得到罗城灌区绿洲内部次生盐渍化的地下水临界埋深为1.3~1.5 m,过渡带荒漠化地下水临界埋深为8~13 m;②讨论了潜水影响层厚度定量公式中关键参数土壤当量孔径和液体表面张力在不同生态问题中的合理取值;③提出一种协同缓解干旱区盐渍化和荒漠化的地下水位调控方案,实现改善灌区内部盐渍化、控制过渡带荒漠化和水资源高效利用等多个目标。     

种植条件下土壤水与地下水相互转化研究

选择天山北麓平原两种代表性作物冬小麦和玉米，人为控制不同潜水埋深条件下进行了种植试验，分析研究了种植条件下土壤水和地下水相互转化机理。计算了不同潜水埋深条件下冬小麦和玉米各生育期和全生长期的实际蒸发蒸腾量、潜水补耗差、包气带土壤储水量变化量及同期的潜在蒸发量，结果表明潜水埋深对土壤水和地下水相互转化及农业生态环境具有重要影响。引入了包气带一潜水系统水分转化量均衡临界深度(Z0)概念，发现潜水埋深小于Z0时，潜水向土壤水的转化起主导作用，潜水和土壤水同时对作物需水具有重要动态调节作用，潜水埋深越浅潜水的动态调节能力越强，但是潜水埋深过浅又可能引起土壤次生盐渍化等农业生态环境问题；当潜水埋深大于Z0时，土壤水向潜水的转化起主导作用，土壤水对作物需水仍具有动态调节能力，而潜水基本失去或完全失去对作物需水的动态调节作用，但是有利于潜水入渗补给，增加地下水资源。     

基于遗传人工神经网络的土壤盐渍化敏感性分析模型

本文以疏勒河流域的昌马灌区为例,运用遗传人工神经网络模型方法探讨各影响因子对土壤盐渍化的敏感程度。模型考虑了降水量、蒸发量、地下水埋深、地下水矿化度、地面坡度、粘土层顶板埋深、土壤质地和土地利用等因子。结果表明:地下水矿化度的变化对土壤积盐影响最大,是最灵敏的因子,其次分别是地下水埋深和蒸发量。粘土层埋深对积盐过程起到较大的作用,其影响仅次于蒸发量,降水量和地形坡度的灵敏程度基本相当。分析结果可以为灌区土壤盐渍化预测及防治提供科学依据。     

冬小麦田咸水灌溉与土壤盐分调控试验

利用浅层咸水灌溉，可使浅层咸水分布区无效降水转化为有效水资源，缓解北方水资源紧缺的矛盾；通过王瞳试验场进行的咸水灌溉与土壤盐分调控试验表明，利用3g/L左右的微咸水连续灌溉5a，根层土壤溶液浓度未超过小麦的耐盐能力，且作物增产；多年盐分变化趋势为：1994－1997年1m深度内土壤总含盐量在一定范围内波动，总体变化不大，连续干旱的1997－1998年略呈上升趋势；麦秸覆盖和施有机肥能减少根层土壤盐分，对土壤盐分具有有利的调控作用，具有增产效果。     

早涝碱咸综合治理与生态环境良性循环

华北平原东部淡水资源短缺，旱涝碱成灾害限制了农业生产的可持续发展。海河的治理，解决了排洪排涝排咸出路。春季开发利用地下水包括微咸水和半咸水抗旱灌溉。夏季利用伏雨洗盐排咸，增大降雨入渗，减少径流流失，防治渍涝灾害，把降雨转化为地下水资源。秋冬引蓄河水，回灌地下水补源。以土壤与潜水的地层空间作为调节大气降水、土壤水、地下水、地表水的地下水库，以调控地下水埋深在临界动态为指标，最大限度地把时空分布不均的天然降雨转化为可持续利用的水资源。地表水地下水联合运用，促使水资源采补平衡，降雨灌溉淋洗脱盐强于干旱蒸发积盐过程，地下水淡化强于矿化过程。实现旱涝碱咸综合治理，水土资源可持续利用，经济社会可持续发展，生态环境良性循环。     

旱涝碱咸综合治理与生态环境良性循环

华北平原东部淡水资源短缺,旱涝碱成灾害限制了农业生产的可持续发展.海河的治理,解决了排洪排涝排成出路.春季开发利用地下水包括微咸水和半咸水抗旱灌溉.夏季利用伏雨洗盐排成,增大降雨入渗,减少径流流失,防治渍涝灾害,把降雨转化为地下水资源.秋冬引蓄河水,回灌地下水补源.以土壤与潜水的地层空间作为调节大气降水、土壤水、地下水、地表水的地下水库,以调控地下水埋深在临界动态为指标,最大限度地把时空分布不均的天然降雨转化为可持续利用的水资源.地表水地下水联合运用,促使水资源采补平衡,降雨灌溉淋洗脱盐强于干旱蒸发积盐过程,地下水淡化强于矿化过程.实现旱涝碱成综合治理,水土资源可持续利用,经济社会可持续发展,生态环境良性循环.     

防止张掖城市湿地周边地区土壤盐渍化的地下水临界深度确定

针对张掖北郊湿地区土壤盐渍化严重的实际情况,利用经验公式估算法和实测数据分析法研究和确定了张掖湿地区土壤盐渍化地下水临界深度值为2.9m,并讨论临界深度的确定对于防治土壤盐渍化和湿地周边地区生态保护的意义.     

旱区湿地周边盐渍化农田生态水位阈值与“水位-水量”双控技术

西北旱区湿地周边农田易盐渍化,合理实时控制和降低地下水水位是实现湿地保护及其周边农田盐渍化防控“双赢”的有效途径。选取西北石羊河流域邓马营湖湿地与农田之间过渡带为示范研究区,通过分析地下水埋深变化特征及其与表层土壤盐分的协同关系,确定生态水位阈值,并基于该阈值研发了由虹吸辐射井群为支撑的地下水“水位-水量”智能双控技术,其关键点是:采用一井虹吸联通多个辐射井,用于增大弱透水层区单井涌水量,实现水位面状控制;利用电系统、信号系统和控制器集成智能控制子系统,实现地下水水位和水量的实时控制。该技术示范应用结果表明:随地下水埋深增大,农田盐渍化风险和湿地植被芦苇覆盖率均降低,农田盐渍化防控和湿地保护的地下水埋深阈值为1.9～3.0 m;每年7—8月的潜水蒸发阶段是表层土壤主要积盐时段,期间智能双控系统可将地下水埋深调控在水位阈限范围;该双控作用不仅能够控降灌溉引起的表层土壤电导率的增大幅度,而且还能有效降低表层土壤的积盐速率;相对微咸水,淡水灌溉条件下智能双控技术的淋盐和控盐效果更明显。因此,这项技术能够实现地下水水位精准调控,对旱区湿地保护及其周边农田盐渍化防控具有重要的现实意义。     

河套灌区地下水临界深度的确定及其意义探讨

针对河套地区土壤盐渍化严重的实际情况,通过实测及参考前人研究成果,确定了河套地区地下水临界深度值为2.0 m,并讨论了临界深度的确定对于防治土壤盐渍化、合理利用水资源和提高农作物产量的实际意义。     

不同地下水埋深对辽宁省水稻作物产量影响分析

辽宁省是全国主要的水稻生产基地,水稻作物主要分布在辽宁省的中部平原地区,这一区域地下水埋深由于地势低平一般在1.0～2.5 m之间,地下水埋深一般较高,降雨入渗系数一般在0.25～0.35之间,属于土壤水入渗补给较大的区域。本文根据不同地下水埋深下水稻作物的产量进行探讨,分析表明,随着地下水埋深的增加水稻作物每亩穗数逐步减少,地下水埋深从0 m增加到0.80 m后,每亩穗数从33.79万根减少到25.22万根,地下水埋深为0.30 m时,水稻产量最大,可达到666.1 kg,属于最适宜地下水埋深。不同土质对水稻产量相比于地下水埋深,影响程度较低。研究成果对于地下水埋深较低区域水稻生长调控措施提供参考依据。     

新疆沙雅县新垦农场水源地工程开发方案比选分析

在水文地质测绘、勘探、现场试验和TEM地球物理勘探等工作基础上，建立三维含水结构模型，通过数值模拟方法对水源地开发规模进行比选分析。通过 3个不同提水方案比选，结果表明：每年 1000×10 4 m 3的地下水开采量所形成的地下水位最大降深位为 9．67m，水位恢复后地下水位降深介于 1～1．5m（地下水埋深 3～5m），对减少蒸发、降低土壤盐渍化作用显著。长期预测模型显示：在工程实施的第三年，地下水位控制在临界深度附近并保持稳定。经方案比选后新疆沙雅县新垦农场水源地地下水开采量确定为 1000×10 4 m 3／a，可以满足春灌及控制地下水位到临界深度的需要。     

防治土壤盐碱化最优灌排模型

将作物临界土壤含盐量和地下水临界埋深等概念应用于防治灌区土壤盐碱化最优规划,提出了非线性规划最优灌排模型.以新疆巩留县团结灌区灌排工程为实例,求解了不同年型(P=20%、50%、75%、95%)的防治土壤盐碱化灌排优化决策,求得的灌排水量、淋洗水量、作物生长季节土壤盐分动态变化及地下水位年内调控过程等结果,与灌区实际情况拟合较好.     

银北灌区冻结期水盐运移特征及盐渍化防治

宁夏银北灌区是土壤盐渍化较重的地区,该区属季节冻土区,土壤盐渍化发生和演变的重要原因是由于在冻结期土壤冻结过程中,伴随着水分和盐分迁移,把高矿化度的地下水引向地表,导致表层土壤物理化学性质的变化,产生积盐,而冻结期过后的春潮期是春小麦生长的苗期,耐盐能力最低,所以这时是防止土壤返盐的关键时期。经过多年的研究发现,冻土中水分迁移和积盐与地下水埋深有很大关系。控制冬灌后和春灌前地下水位是防止土壤积盐的有效时期。     

新疆阿拉尔地区土壤盐渍化特征

阿拉尔地区是重要的农业生产基地,由于研究区盐渍化程度及分布情况认识不足,制约了研究区的农业发展。针对阿拉尔地区盐渍化土壤现状,借助统计学与野外实测数据相结合的方法,利用SPSS2. 0数据分析软件,对阿拉尔土壤盐渍化的空间分布特征及影响因子进行了研究。结果表明:阿拉尔地区盐渍化表聚强烈,盐渍化类型以硫酸盐型为主,不同深度的土壤盐渍化特征不同,0～0. 2m、0. 6～0. 8m土壤盐渍化以中等盐渍化为主,1. 4～1. 6m以轻度盐渍土为主,整体轻度盐渍土面积不断增加;盐渍化与地下水特征关系密切,地下水矿化度 3g/L,对应盐渍化多为中度-重度盐渍化,地下水埋深1～3m,盐渍化多为中度-重度盐渍化。     

新疆焉耆盆地地下水起始临界深度的商榷

当今在土壤改良水文地质工作中,许多学者根据各种特定的自然地理,水文地质条件,都相应提出一个临界深度值,它在防治土壤次生盐渍化,控制地下水在一定深度范围内,作为拟定排水渠沟深度和间距的重要依据,而且也是在西北地区开展竖井排灌和调控地下水处于最佳深度的技术指标。 临界深度的确切涵义近来有人提出:“在一年中地面蒸发最强烈     

西北地区地下水的地质生态环境调节作用研究

针对西北干旱区特定的生态环境条件 ,通过凝结水对沙生植物作用的分析以及地下水位埋深对植物生长和土壤盐渍化影响的分析 ,探讨了地下水对生态环境的控制作用 ,认为地下水埋深及包气带水分运动状况 ,是主要生态环境指标 ,保持合理的生态地下水位是防治植物死亡和土地荒漠化的关键 ;维持适度的地下水位埋深 ,可以控制土壤水盐运移和均衡 ,达到改良土壤和改善地质生态环境的目的。文中还探讨了塔里木河和玛纳斯河流域水资源开发利用对生态环境的影响。     

种植条件下潜水入渗和蒸发机制研究

在天山北麓昌吉地下水均衡试验场，选择具有代表性的作物玉米进行不同埋深条件下的模拟种植试验，分析研究种植条件下不同潜水埋深水平的潜水入渗补给量、潜水蒸发损耗量、土壤水储存量和作物耗水量的变化规律。研究成果对于地下水资源和土壤水资源评价以及地下水和土壤水资源的有效调控利用具有重要实用意义。     

山前平原土壤水资源评价层的实验研究

根据冉庄水资源实验站资料,分析土壤水分布特征。实验提出当地下水埋深为2m时,土水势剧烈变化带在0~1.4 m。地下水埋深超过10 m时,土壤水剧烈变化带为0~2.2 m。地下水埋深为8 m时,2 m以下的土壤水资源量仅占全剖面的11.1%,3 m以下的土壤水资源量仅占全剖面的8.1%。本地主要作物为玉米、小麦。玉米最大根深在1.0~1.5 m,小麦最大根深在2.0~2.5 m。综合分析,得到河北省山前平原地下水大埋深区土壤水资源评价层厚度为2.5~3.0 m。     

不同地下水补给条件下非饱和砂壤土冻结试验及模拟

为研究土壤冻融过程中不同地下水位对土壤的补给规律,在室内进行了两组不同地下水边界条件下的土柱冻结试验: A组无地下水补给,土柱高度60cm;B组地下水维持在距土柱表层60cm深度处。土壤在冻结过程中水分及盐分均呈向上运移趋势,稳定浅地下水补给会加剧水分及盐分向上运移,造成上层土壤盐分的聚积,影响土壤剖面的热量平衡,引起剖面温度的重新分布,从而减缓冻结锋的推进速度。运用HYDRUS-1D冻融模块对不同地下水埋深（0.5m,1.0m,1.5m,2.0m,2.5m）情况下冻结过程中水分运移规律进行了模拟。模拟结果表明:累积补给量在埋深小于1.5 m时随埋深增加而有所增加,而当地下水埋深大于1.5 m时,累积补给量随着埋深增加而有所减小,甚至保持不变。