水质对盐碱地水盐耦合运移和作物生长影响的研究

论文题目: 水质对盐碱地水盐耦合运移和作物生长影响的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 农业生物环境和能源工程

作者: 肖娟

导师: 雷廷武,李光永

关键词: 水力传导度,河套灌区,盐碱土,咸水,滴灌,沟灌

文献来源: 中国农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 盐碱地的主要问题是入渗性能差以及由此造成的产量降低的问题。因此,解决盐碱地土壤的入渗问题,提高水的利用效率和盐分的淋洗效率,控制地下水位对保证土地的可持续利用是至关重要的。水力传导度的变化直接影响土壤剖面的水盐运动,并和土壤溶液的盐分浓度及其组成有很大关系。在室内采用10cm高的小土柱研究了水质、时间和水力梯度对饱和土壤水力传导度(HC)的影响。试验采用两个水力梯度(0.3和4.55)和四个钠吸附比(SAR)(30,20,10,和2)。选用两种土壤(粉质壤土和粉质粘壤土),按照一定的容重分层装填在土柱中,首先用0.5 MCl~-的溶液饱和后,然后连续不断地用80、40、20、10、2mMCl~-和蒸馏水淋洗土壤。试验获得不同条件下土壤入渗性能曲线,建立了水质-时间-水力梯度对盐碱土和土壤水力传导度(HC)的影响关系。并获得不同条件下的穿透曲线,利用一维对流-扩散方程的解析解,采用黄金分割法最佳拟合得出不同水质条件下的水动力弥散系数D。采用如此计算得到的水动力弥散系数D值代入经典的一维对流-扩散方程能很好地预报饱和土壤的水盐运移。滴灌条件下,盐碱土壤的水分运动及其特征参数以及水平湿润距离和垂直湿润距离随时间的变化等,对于滴灌系统的设计是非常重要的。采用15°扇柱体有机玻璃土槽进行室内模拟滴灌试验。研究了不同水质和滴头流量对滴灌湿润锋的影响。试验采用两种土壤:粉质壤土(盐土)和粉质粘壤土(碱土);三种滴头流量(2,3.4,8 l/h);和5种不同的灌溉水质(SAR=20,2和C=80,20 meq/l,以及蒸馏水DW)。结果表明:不同水质和流量对滴灌湿润体形态有很大影响。滴头流量的增大更有利于水分在水平方向的扩展;用蒸馏水进行滴灌最不利于水分的垂直入渗,水分向水平方向的扩展远大于垂直方向的入渗,这不利于盐分的淋洗,容易造成地面径流。因此在滴灌设计中必须考虑水质问题。在内蒙古河套灌区长胜试验站进行了西瓜咸水滴灌的适宜性试验研究。灌溉水源为地下微咸水。试验采用四种灌溉处理:按蒸发量的30,60和90%灌水及对照处理(不灌水,传统方法)。各处理的灌溉水质和灌溉时间、灌水次数相同。试验结果表明:咸水滴灌解决了此类土地上瓜类作物不能地面漫灌的问题,大幅度地提高了产量和品质。并据此估计了西瓜和蜜瓜的作物系数和需水系数。实践表明,只要管理适当,地面灌溉也能得到很好的效果。田间试验设置在灌水定额相同的情况下,灌水方式(波涌灌,连续灌,漫灌)和灌溉水质(加入0,10和20%的地下咸水)对灌水沟中土壤剖面盐分累积和玉米产量及地下水位的影响。结果表明,沟灌能够显著提高作物产量,但地下咸水的加入也会较明显地影响作物的产量。在试验所在地类似条件(气候、地下水矿化度等)下,采用抽取和利用地下水来降低地下水位,必须十分谨慎,至少在玉米和其他对盐分更敏感的作物采用地下咸水地面灌溉会导致明显的减产。

论文目录:

第一章绪论

1．1 研究目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究方案

第二章灌溉水质、水力梯度及时间对水力传导度的影响

2．1 引言

2．2 试验设计和试验方法

2．3 理论背景

2．4 水力梯度、时间和水质对土壤(粉质壤土)水力传导度的影响

2．5 水质对饱和土壤(粉质壤土和粉质粘壤土)水力传导度的影响

2．6 盐分浓度C和钠吸附比SAR对水力传导度的影响

第三章水质对土壤盐分运移和弥散系数的影响

3．1 引言

3．2 不同水质对饱和土壤盐分淋洗量和淋洗时间的影响

3．3 一维对流-弥散方程(CDE)及其解析解

3．4 水动力弥散系数D的确定

3．5 流速对水动力弥散系数D的影响

3．6 盐分浓度C和钠吸附比SAR对水动力弥散系数D的影响

第四章水质及流量对盐碱土滴头下水分运移影响的试验研究

4．1 引言

4．2 试验设计和试验内容

4．3 结果和讨论

第五章田间咸水滴灌试验研究

5．1 引言

5．2 材料和方法

5．3 结果和讨论

第六章西瓜和蜜瓜咸水滴灌条件下的作物系数和耗水规律

6．1 引言

6．2 原理和方法

6．3 结果和讨论

第七章玉米咸水沟灌试验研究

7．1 引言

7．2 材料和方法

7．3 结果和讨论

第八章结论和建议

8．1 结论

8．2 建议

参考文献

致谢

作者简介

发布时间: 2005-06-13

水质对盐碱地水盐耦合运移和作物生长影响的研究

猜你喜欢