滴灌条件下斥水土壤水盐运移规律试验研究

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水是生命之源、生产之要、生态之基。水资源的合理有效利用在社会经济高速发展的今天所起到的作用日益凸显。土壤盐碱化、斥水性土壤的分布引起了可耕地土壤质量的退化。滴灌这种先进的灌水技术不仅可以节水,还可为农田作物提供良好的水盐环境。论文通过室内模拟不同土壤质地、不同斥水程度滴灌入渗的土壤三维水盐运移试验,分别研究分析了斥水和亲水土壤在单点源和两点源交汇入渗情况下土壤水、盐分及离子的运移规律。不同滴灌条件下的实验处理及研究方法分别如下:(1)单点源入渗土壤水盐运移试验研究中,设定三组滴头流量、采用三种具有代表性的不同质地亲水土壤作为供试土样,分析比较了不同滴头流量对同一种土壤水盐运移规律的影响以及相同滴头流量下不同质地土壤水盐运移规律的异同,研究了不同滴头流量下土壤的湿润锋随时间变化规律、含水量的三维空间分布特征、以及土壤中含盐量和Cl-浓度分布特点。(2)单点源入渗斥水土壤水盐运移试验研究中,选取了两种西部典型土壤,进行了相同滴头流量下不同等级斥水程度斥水土壤水盐运移规律的试验研究,研究了亲水土壤及1级斥水度斥水土壤湿润体湿润锋随时间变化规律、湿润体含水量分布特征,以及不同斥水度土壤中含盐量和Cl-浓度分布特点。(3)两点源交汇斥水土壤入渗试验中,选取了三种土壤作为试验供试土样并配置了两种具有3级斥水程度的斥水土壤进行了相同滴头流量下的土壤水盐运移规律的试验,分析研究了不同等级斥水度斥水土壤湿润锋随时间变化规律,湿润体含水量、含盐量、Cl-浓度的空间分布特点,交汇面交汇锋随时间变化,交汇面含水量、含盐量、Cl-浓度的分布特点。基于上述实验得出土壤水盐相关规律,主要结论如下:(1)基于单点源入渗土壤水盐运移试验结果,在不同滴头流量下三种质地土壤水平、垂直湿润锋与水分入渗时间符合良好的幂函数关系;不同土壤、不同滴头流量下的某点土壤含盐量与距离符合二阶多项式关系;单点源滴灌入渗可以对盐碱土中盐分和Cl-起到冲刷以降低滴头周围土壤中其浓度值,为作物根系提供更适宜的水盐环境。(2)基于单点源入渗斥水土壤水盐运移试验结果,在相同的滴头流量0.07ml/min下,亲水土壤与1级斥水土壤的水平、垂直湿润锋与水分入渗时间具有良好的幂函数关系;亲水土壤与1级斥水土壤含盐量与距滴头距离符合良好的二阶多项式关系;虽然定量结果不同,但总体上轻微斥水的土壤在入渗中仍与亲水土壤具有相似的水分、盐分分布特征。在有1级斥水度斥水土壤分布的农田中,滴灌灌水技术仍可为作物创造有利的水盐环境。(3)两点源交汇斥水土壤入渗实验研究结果表明,相同灌水量、滴头流量、滴头间距条件下,土壤水分入渗性能越差、湿润体相交汇的时间越短,斥水土壤发生交汇的时间大于亲水土壤;两点源交汇入渗条件下塿土、淤土和盐碱土的垂直湿润锋随时间运移规律符合良好的幂函数关系,盐碱土水平湿润锋随时间运移符合对数关系、垂直湿润锋符合多项式关系,3级斥水度塿土垂直湿润锋符合对数关系,三种亲水土壤交汇面的交汇锋随时间运移符合良好的多项式关系;三种亲水土壤在两点源交汇入渗、灌水量一定的条件下含水量分布为滴头下方的含水量最高,随着距离的增加土壤含水量减小,交汇面上为两湿润体起初相接触的点(交汇面中心)含水量最高,交汇面上随着距这个点的距离增加含水量减小。含盐量及Cl-含量为滴头下方最低,随着距滴头的距离增加浓度值增大。交汇面上含盐量为交汇面的中心含盐量最低并随着距离中心距离的增大土壤含盐量增大。3级斥水土壤的空间含水量、含盐量及Cl-分布规律性不明显,但主要呈现为水平方向上上层土壤的含水量高于下层土壤,含盐量及Cl-为上层土壤浓度值低于下层土壤。滴灌技术对于斥水土壤可提供较好的水盐及离子环境。
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