土壤盐碱化和淡水资源匮乏是限制环渤海地区农业和经济发展的主要因素。基于咸水冻融咸淡水分离原理、依据区域土壤水盐运移和作物生长发育规律，提出了咸水结冰灌溉改良盐碱地技术。该项技术通过冬季抽提咸水结冰灌溉盐碱地，春季咸水冰融化时，先融化的高浓度咸水先入渗，后融化的微咸水直至淡水入渗洗盐，实现根层土壤脱盐，之后结合降雨淋盐，为植物生长提供适宜的土壤水分和低盐条件。但咸水结冰灌溉融水入渗是一复杂的过程，咸水冰融化咸淡水分离与入渗紧密相连，迫切需要掌握咸水冰融水入渗盐碱土的水盐运移规律。因此，本研究通过室内模拟试验、田间试验以及模型模拟对咸水冰融水过程中的脱盐规律以及咸水结冰灌溉下土壤水热盐运移规律进行了系统研究，以期为咸水结冰灌溉改良盐碱地提供理论基础。　　本研究的主要内容共分为四个部分:(1)咸水冰融水试验:分别设置了不同含盐量的咸水冰在不同温度条件下融化，分析咸水冰融水咸淡水分离规律和影响因素;(2)土柱模拟试验:设置了不同水质和水量咸水冰融水入渗不同容重和初始含水量的滨海盐土，分析融水入渗过程及影响因素和入渗后土壤水分、盐分和离子分布规律;(3)田间试验:田间进行冬季咸水结冰灌溉，分析咸水结冰灌溉下土壤水热盐季节动态以及对棉花生长的影响;(4)模型模拟:通过建立基于HYDRUS-1D咸水结冰灌溉水盐运移模型，对咸水冰融水入渗滨海盐土和田间咸水结冰灌溉下土壤水盐运移规律进行数值模拟。通过以上研究得出结果如下:　　1.咸水冰融化淡化效果显著，即使利用含盐量为30gL-1的咸水冰进行融化，也可获得50％以上的微咸水（含盐量＜3gL-1）。咸水冰的融化受咸水冰含盐量和融化温度影响，随咸水冰含盐量和融化温度的升高，咸水冰脱盐率逐渐降低。双因素方差分析结果表明:影响咸水冰脱盐效果的主要因素为融化温度。基于室内试验数据，建立了咸水冰融化过程中咸水冰脱盐率和水量随融化温度和含盐量变化的二元线性回归方程，可定量地描述咸水冰融化过程中咸水冰水量和脱盐率的变化。此外，咸水冰融化过程中，Cl-和Na+离子随冰体的融化均逐渐下降，而Ca2+、Mg2+和SO42-等离子在冰体中组分则逐渐上升，这使咸水冰融化过程中，咸水冰SAR值（钠吸附比）随冰体融化逐渐降低。　　2.咸水冰融化入渗盐碱土过程中，相对于淡水冰处理，咸水冰处理的入渗深度深、湿润锋迁移速度快。咸水冰处理中，高含盐量、低SAR和高水量的咸水冰处理入渗深度深且湿润锋迁移速度快。土壤含水量和土壤容重也影响咸水冰融水的入渗，其中高土壤含水量和低土壤容重的处理入渗深度深、湿润锋迁移速度快。通过主成分分析和权重分析表明，对入渗深度和湿润锋迁移速度影响最为明显的三个因子为土壤含水量、咸水冰水量和土壤容重，其次为咸水冰含盐量和SAR。　　3.不同水质咸水冰融水入渗后土壤水盐分布呈现差异。咸水冰处理比淡水冰处理表层土壤含水量低，而在深层土壤中则相反。在咸水冰处理中，表层土壤含水量随咸水含盐量的降低、SAR的升高、水量的升高、土壤容重和土壤初始含水量的升高而升高，而随着土壤深度增加，则出现与以上相反的趋势。咸水冰融水入渗对土壤盐分淋洗效果好于咸水直接入渗和淡水冰融水入渗。高水量和低SAR的咸水冰融水入渗含水量低和容重小的盐碱土的脱盐深度深，且脱盐效果好。当咸水冰水量为180mm时，含盐量小于25g L-1的咸水冰融水入渗，脱盐深度随咸水冰含盐量的上升而上升;而当咸水冰含盐量高于25g L-1时，脱盐深度则随咸水冰含盐量的上升而下降。通过对0-20cm土壤中各离子淋洗率进行分析表明，咸水冰处理的Na+和Cl-的淋洗率显著高于淡水冰处理。此外，相同深度下土壤SAR随咸水冰水量和含盐量、土壤容重和土壤含水量的上升而逐渐降低，随咸水冰SAR的上升而逐渐上升高。　　4.田间条件下，在冬季气温低于-6℃时，利用12g L-1、180mm的咸水对盐碱地进行灌溉结冰后，春季咸水冰的融化能产生出小于3gL-1的咸水冰约占总灌溉水量的70％。灌后20天，相当于灌溉水中的总盐分量已经基本淋洗出1m土体，融水完全入渗后，0-40cm土体的土壤盐分含量由最初的0.77％降低至0.3％以下。咸水冰覆盖平抑了地温，咸水结冰灌溉下的土壤温度平均比对照高1.04℃，比对照减少了8.5cm的土壤冻层，缓解了由于土壤冻结而导致的土壤积盐。此后，春季地膜覆盖和夏季降雨淋洗使作物整个生育期的土壤返盐得到了有效地控制，土壤盐分含量始终保持在0.35％以下，这保证了作物的正常生长，咸水结冰灌溉和地膜覆盖处理的棉花出苗率和籽棉产量均显著高于其他处理，分别为83.3％和4393.5kg hm-2。长期咸水结冰灌溉后，采用秋季覆膜也可抑制土壤返盐，冬季土壤温度比裸地对照提高了1.51℃，缓解了冬季土壤冻融积盐，同时也抑制了春季土壤强烈返盐，本研究中，多年咸水结冰灌溉基础上的秋季覆膜可使土壤盐分保持在0.42％以下，其棉花出苗率和产量分别为65.04％和2118.5kg hm-2。经过多年咸水结冰灌溉后，进行合理的地表覆盖，即使不进行结冰灌溉也可获得较好的盐分抑制效果和作物产量。　　5.利用HYDRUS-1D模型（非饱和土壤中水热和溶质运移模型软件）对咸水结冰灌溉土壤水盐运移规律进行了初步的数值模拟。其模拟结果能较好地拟合部分室内土柱试验结果，如咸水冰量和SAR、土壤含水量和土壤容重下土壤水盐分布特征;而对于高含盐量咸水冰融水入渗土壤盐分的模拟效果较差。建立了基于HYDRUS-1D模型咸水结冰灌溉下土壤水盐运移模型，经检验该模型对土壤水盐含量的模拟值较好地拟合了各时间点实测值的动态变化。并且对土壤水分的拟合效果好于土壤盐分，且对深层土壤盐分的拟合效果好于表层。