蓄水条件下蓄水沟水体与相邻土壤的盐分运移规律研究

摘要

土壤盐碱化是目前世界旱地农业面临的四大生态环境问题之一。传统的盐碱地治理依靠“大水压盐、洗盐,地下排水”的方法,将下渗的土壤盐分通过地下排水的方法排水洗盐。“以排为主”的做法使区域得到治理的同时,也存在不少问题,如灌排工程量大,费用高且灌排工程施工烦琐,系统需要外界持续人工干预；洗盐排水消耗过多水资源,不利于节水；区域地下水位下降,气候趋于干旱；排走的盐碱水污染了下游水源等问题。基于盐碱水也是一种水资源的理念,提出了“改排为蓄”治理模式,并在卤泊滩10年的治理实践中得到很好的应用,治理效果非常好。本文从长期不定期田间盐分观测试验说明了盐分的大体变化趋势,并从盐分扩散角度分析和设计了水体—相邻土壤水盐运移室内模拟试验,以此来求证蓄水条件下盐分在水土中扩散的方向及强度,为蓄水条件下盐碱地治理模式提供强有力的支持。主要结论有：1通过长期田间试验观测资料显示,从1999—2008年,耕作层土壤盐分由刚整理结束时的0.465％降低到0.210%,pH值由9.54降低到8.35,盐碱化问题得到很好的解决；Cl-、S042-、HC03-等离子都得到大幅降低,有机质含量0.463%提高到1.18%,土壤得到有效改善,由重度盐碱地改造成为高产的良田。从实际效果说明了改排为蓄盐碱地治理模式是可行的。2水体—相邻土壤盐分运移试验结果表明,在蓄水条件下,土壤浸提液的盐分浓度由0.494%减少到0.34%,水体盐分浓度由0.07%增大到0.339%,盐分由土壤扩散到水体中,说明蓄水条件下可以减少土壤的含盐量。3由改进后的室内水体—相邻土壤盐分运移试验可知,与水体水平距离越接近的土壤,其含盐量变化越快,反之,与水体水平距离越远的土壤含盐量变化越慢,主要是因为土壤具有一定的吸附性,对盐分的运移有一定的阻力,盐分在土壤中运移需要一定的时间,我们认为,蓄水沟对田块土壤盐分的影响有一定的范围,超出这个范围,蓄水对土壤盐分的影响将会变得很小。4循环压盐模拟试验结果表明,通过蓄水深度和水体盐分浓度的循环变化,可以使上层土壤的盐分减少,下层土壤盐分增多,改变土壤盐分在垂直空间上的分布,可以达到加速压盐的效果,使土壤盐分快速的向下迁移。

目录

摘要

Abstract

1 研究背景及意义

1.1 研究背景

1.2 问题的提出

1.3 国内外研究现状

1.3.1 水盐运动规律的模型研究

1.3.2 土壤水盐运动理论研究

1.3.3 蓄水条件下水盐运移

1.4 论文的主要内容

1.5 研究方法及技术路线

1.6 难点与创新点

2 改排为蓄盐碱地治理模式简介

2.1 理论基础

2.1.1 区域四水转化—循环模型

2.1.2 区域地下水渗流过程

2.1.3 区域盐分迁移与转化过程

2.1.4 蓄水沟与田间土壤之间的盐分关系

2.2 卤泊滩基本情况

2.2.1 地形地貌

2.2.2 气候条件

2.2.3 水文条件

2.2.4 土壤与植被

2.2.5 盐碱地的成因与特性

2.3 盐碱地"改排为蓄"和谐生态治理的必要性

2.4 "改排为蓄"和谐生态模式的提出

2.5 "改排为蓄"和谐生态模式的基本思路

2.5.1 基本思路

2.5.2 机理分析

2.6 综合治理的措施体系

3 试验研究

3.1 田间试验观测

3.1.1 试验目的

3.1.2 试验内容

3.1.3 试验材料与布置

3.1.4 试验结果与分析

3.2 室内试验

3.2.1 室内水体—相邻土壤盐分运移试验

3.2.2 改进的室内水体—相邻土壤盐分运移试验

3.2.3 循环加速压盐试验

4 土壤水盐运移数值模拟

4.1 模拟方程及计算

4.2 计算结果与实测结果对比分析

5 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

致谢

附录