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沟渠湿地作为农田与下游水体的过渡,具有排水和生态湿地双重功能,在减少农业面源污染和保护下游水环境方面发挥着巨大的作用。然而,对于干旱半干旱区承担农田排水控盐任务的沟渠湿地而言,农田盐分输出成为影响湿地生态功能的主要问题。本文以陕西卤泊滩盐碱改良区农田-沟渠湿地系统为研究对象,采用室内外试验、理论分析和模型模拟相结合的方法,开展了不同水文年下农田-排水-湿地水盐动态研究,为兼顾灌区农业生产和生态环境保护的排水管理提供了一定的参考。主要研究成果如下:(1)排水促进了土壤水盐的空间变异性,不同灌溉淋洗水量下,离暗管水平距离越近,土壤剖面含水率越低,脱盐率越高,距暗管水平距离40 cm处土壤剖面含水率相比100 cm处低7.14%,脱盐率高13.86%。HYDRUS-2D能较好地模拟排水条件下土壤水盐运移和排水排盐过程,距暗管不同水平距离土壤剖面含水率、含盐量(EC)实测值与模拟值的决定系数R2分别为0.53~0.64、0.90~0.94,均方根误差RMSE分别为0.025~0.038 cm3/cm3,0.047~0.092 dS/m;累积排水量和排盐量实测值与模拟值的R2分别为0.97、0.96,RMSE 为 4.962 L、238.265 g。(2)根据3种典型水文年(丰水年、平水年、枯水年)不同控制排水埋深条件下,农田土壤盐分变化和排水排盐量的模拟结果表明,与控制排水埋深2.0 m相比,控制排水埋深1.5 m条件下,丰水、平水、枯水年土壤含盐量分别增加了 0.99%、0.11%、0.2%,1.2 m时分别增加了 1.02%、0.4%和1.26%,但未超过苜蓿75%产量潜力对应的耐盐阈值;与控制排水埋深2.0 m相比,1.5 m控制排水埋深条件下,丰水、平水、枯水年农田累积排水量分别减少了 4.21%、0.64%和2.28%,累积排盐量分别减少了 5.72%、2.46%和4.4%,1.2 m时分别减少了 3.25%、2.09%和3.09%,累积排盐量分别减少了 6.09%、4.03%和8.76%;控制排水埋深越浅,土壤剖面电导率越高,农田累积排水量和排盐量越小。(3)利用农田-沟渠湿地系统水盐平衡模型,模拟研究了 3种典型水文年不同控制排水埋深下沟渠湿地的水盐动态规律,结果表明:控制排水埋深为2.0 m时沟渠湿地盐分浓度和湿地排水输出量最高,1.5 m次之,1.2 m最小;但不同控制排水埋深下沟渠湿地盐分输出量受到水文年的影响,与控制排水埋深2.0 m相比,控制埋深1.5 m和1.2 m条件下,丰水年湿地盐分输出量分别增加13.0%和0.4%,而平水年分别减少11.2%和26.8%,枯水年分别减少12.8%和23.7%。控制排水埋深可有效降低沟渠湿地盐分浓度,减小排水输出量,但湿地盐分输出量还受水文年的影响。(4)增设暗管有利于降低农田土壤盐分,但也加大了沟渠湿地排水输出量及盐分输出量。与未增设暗管情景相比,增设暗管间距为50 m,25 m和10 m时,土壤剖面电导率分别减小了 16.85%,31.48%和39.64%;农田累积排水量分别增加57.18%,92.49%和114.94%,累积排盐量分别增加 56.23%,89.97%和110.35%;沟渠湿地排水输出量分别增加77.4%,124.9%和154.8%,湿地盐分输出量分别增加54.8%,87.7%和100.5%。综合考虑农田控盐、沟渠湿地生态功能和下游水环境保护,控制排水埋深1.2 m,增设暗管间距25 m为研究区较为适宜的排水调控方案。本研究为兼顾农业生产和沟渠湿地生态环境保护的灌区农业排水管理提供了科学依据和理论基础。