水是人类赖以生存的生命之源,水资源是推动社会文明进步的重要要素,但水资源紧缺却是全世界共同面临的主要问题之一。为解决水资源量少且时空分布不均衡的问题,地处内陆干旱区的新疆修建了大量的平原水库。平原水库由于自身的特点,不仅蒸发渗漏量大而且还会抬升水库周边尤其是下游的地下水位,引起水库周边土壤的次生盐渍化。本文以恰拉水库为例,系统研究恰拉水库完善防渗体系前、后坝体和坝基渗流及对水库下游地下水位和土壤次生盐渍化的影响,得到如下结论:(1)通过自主开发“基于边界元法土石坝渗流分析系统”,计算恰拉水库在不同长度水平铺盖下坝体和坝基的渗透坡降、单宽渗流量。计算结果表明当水平铺盖长度达坝前水深的5倍时,坝后渗透坡降就已经满足渗透稳定的要求;随着坝前水平铺盖的延长,坝后渗透坡降和单宽渗流量都在减小,当水平铺盖长度达到坝前水深的22倍及以上时,渗透坡降和单宽渗流量接近常数,此时再试图通过增加水平铺盖长度的方式减少渗流量,收效甚微。(2)恰拉水库在改扩建时,将坝前水平铺盖长度延长至坝前水深的22倍左右,改扩建后水库每年减少渗漏量1240.70万m~3(约为恰拉水库兴利库容的8.2%),节约了大量宝贵的水资源;更加重要的是在进一步完善防渗体系后有效降低了水库下游地下水埋深,从而大大缩小了内陆干旱区平原水库下游土壤发生次生盐渍化的范围。(3)恰拉水库下游荒地地下水埋深呈现季节性变化,随着距坝轴线距离的增加呈逐渐增大的趋势,对水库下游荒地地下水埋深影响因素最大的是水库水位,蒸发量次之。恰拉水库下游耕地地下水埋深也呈现季节性变化,对水库下游耕地地下水埋深影响因素最大的是排渠水位,水库水位、蒸发量次之。坝后排水是控制水库下游地下水埋深的关键措施。(4)恰拉水库下游耕地耕作层(0-40cm)中的土壤含水量变化较大;在土壤较深层位(40-100cm)处,土壤含水量变化较小。在垂直方向上,土壤含水量与地下水埋深的相关性随着土层深度的增加而增大,即距离地下水位越近,土壤中的含水量越高。(5)恰拉水库下游耕地各监测点在2012年7月27日至2013年4月18日内,分层土壤含盐量变化规律为:0-20cm土层含盐量较少,20-40cm土层含盐量增大,40-60cm土层含盐量减少,60-80cm土层含盐量增大,80-100cm土层含盐量减少,土壤含盐量沿深度变化较大。耕地在排水与滴灌相结合的条件下,0-60cm土壤层总含盐量降低了约50%。(6)恰拉水库下游土壤水分时空变异性为:荒地土壤含水量整体变异性较大,尤其是表层土壤;耕地各监测点中除0-20cm土层含水量表现出中等变异强度,其余各层均为弱变异性。恰拉水库下游土壤盐分时空变异性为:荒地土壤含盐量与土层深度没有明显的关系,整体波动较大,各监测点变异系数变化较大;耕地各监测点土层含盐量变异系数的变化均呈现M型,在土层深度为40cm和85cm两处,出现土壤含盐量变异性的峰值。(7)以恰拉水库2012-2013年实际监测数据为依据,利用HYDRUS-1D模型建立了内陆干旱区平原水库下游耕地土壤水盐运移一维数值模型,并根据模拟值与实测值的均方根误差,验证模型参数可靠合理。采用2013年的气象资料和灌溉定额,根据模型预测了在不同地下水埋深和不同地下水矿化度值的条件下土壤剖面的水盐运移情形,根据预测结果可知,防止内陆干旱区平原水库下游耕地土壤表层积盐的关键在于降低地下水埋深和地下水矿化度。