【摘要】：我國(guó)西北干旱區(qū)土地面積約占全國(guó)的1/3,有著豐富的土地資源及充足的光熱條件。近年來(lái),隨著電力提灌設(shè)備及引水灌溉技術(shù)的快速發(fā)展,一大批高揚(yáng)程揚(yáng)水灌區(qū)如雨后春筍般出現(xiàn)在西北黃土高原地區(qū),這些工程的建成給當(dāng)?shù)貛?lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)以及社會(huì)效益,但是,在創(chuàng)造了巨大效益的同時(shí),也導(dǎo)致了一些負(fù)面生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的出現(xiàn)。極端脆弱的生態(tài)環(huán)境以及長(zhǎng)期粗放的灌溉方式使得灌區(qū)土地出現(xiàn)了嚴(yán)重的鹽漬化或次生鹽漬化現(xiàn)象,嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。所以開展灌區(qū)土壤鹽漬化方面的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本課題選取“甘肅景泰川電力提灌灌區(qū)”(以下稱“景電灌區(qū)”)作為研究區(qū),該灌區(qū)是地處干旱荒漠區(qū)的一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)完全開放而水土資源相對(duì)封閉的大型揚(yáng)水灌區(qū),建成于上世紀(jì)70年代初,至今已運(yùn)行40多年,灌區(qū)內(nèi)地下水鹽態(tài)勢(shì)引發(fā)的響應(yīng)變遷已經(jīng)逐步顯現(xiàn),使得該區(qū)域成為研究干旱揚(yáng)水灌區(qū)鹽漬化特征與水鹽運(yùn)移規(guī)律的典型試驗(yàn)區(qū)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和勘測(cè)掌握了灌區(qū)鹽漬化現(xiàn)狀,并對(duì)土壤鹽漬化成因進(jìn)行了初步判斷;采用室內(nèi)試驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法對(duì)灌區(qū)內(nèi)土壤鹽漬化特征進(jìn)行了分析,并運(yùn)用HYDRUS-3D模型軟件對(duì)灌區(qū)不同溝灌條件下土壤水鹽運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行了數(shù)值模擬。本文主要研究成果如下:(1)研究區(qū)0~100cm各層土壤均呈現(xiàn)鹽漬化狀態(tài),同時(shí)存在著鹽分表聚和底聚現(xiàn)象,且各層含鹽量均具有很強(qiáng)的變異性。土壤可溶性鹽離子中,陽(yáng)離子以Na+為主,呈現(xiàn)中高強(qiáng)度空間變異性;陰離子以SO42-為主,呈現(xiàn)高強(qiáng)度空間變異性。土壤pH在各土層平均值均超過(guò)8.3,呈現(xiàn)出由上至下逐層遞減的趨勢(shì),但總體變化不大,空間變異性較小。土壤堿化度數(shù)值均小于1.5,表明研究區(qū)內(nèi)土壤仍處于非堿化土狀態(tài)。(2)通過(guò)對(duì)灌區(qū)耕作層土壤的鹽離子含量進(jìn)行相關(guān)性分析可知,土壤全鹽量(TS)與Na+、CI?、SO42-均呈現(xiàn)出極顯著正相關(guān),其中相關(guān)性最強(qiáng)的是Na+;而土壤pH與各鹽離子間均未達(dá)到顯著性相關(guān),僅與HCO3?表現(xiàn)出了較好的相關(guān)性;對(duì)灌區(qū)土壤耕作層鹽漬化各指標(biāo)進(jìn)行主成分分析可知,第一主成分與Na+、CI?、TS、SO42-的相關(guān)性較高,表明這四個(gè)指標(biāo)與土壤鹽漬化關(guān)系比較密切,故將Na+、CI?、TS、SO42-作為導(dǎo)致研究區(qū)土壤鹽漬化現(xiàn)象的特征因子。(3)通過(guò)對(duì)不同溝灌方式下土壤水鹽運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行數(shù)值分析,土壤各土層的含水率變化趨勢(shì)基本一致。從不同的土層深度來(lái)看,淺層土壤的含水率受到灌水影響較大,深層土壤含水率受灌溉影響較小;從不同溝灌方式分析,常規(guī)溝灌深層含水率總體高于交替隔溝灌與固定隔溝灌,常規(guī)溝灌時(shí),土壤水分縱向運(yùn)動(dòng)強(qiáng)于其他兩種溝灌方式,從淺層根系的吸水效率及水分的利用效率考慮,常規(guī)溝灌不利于根系吸收。(4)土壤含鹽量受溝灌方式以及灌水量的影響較為顯著,灌水量越大,則土壤鹽分的降低趨勢(shì)越大,尤其是表層土壤。常規(guī)溝灌的脫鹽率高于其他兩種溝灌方式,即常規(guī)溝灌的洗鹽效果要好于交替隔溝灌及固定隔溝灌。從同種灌溉方式來(lái)看,鹽分降低的趨勢(shì)與灌水定額的增加成正比;從長(zhǎng)周期來(lái)看,土壤含鹽量總體呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì),鹽分不斷向表層土壤積聚,0~20cm層常規(guī)溝灌積鹽率為22%,固定隔溝灌的積鹽率為26%,交替隔溝灌的積鹽率為10%,綜合來(lái)看,交替隔溝灌對(duì)鹽分累積的控制效果最好。研究成果可作為高揚(yáng)程揚(yáng)水灌區(qū)水資源優(yōu)化配置、鹽堿地改良、水土資源高效利用等方面的重要依據(jù),對(duì)維護(hù)我國(guó)西北地區(qū)的生態(tài)環(huán)境安全具有重要意義。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S156.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2356891