當前位置：主頁 > 農(nóng)業(yè)論文 > 農(nóng)業(yè)工程論文 >

伊犁河谷區(qū)灌溉條件下包氣帶水分運移規(guī)律及地下水補給研究

發(fā)布時間：2020-05-17 22:07

【摘要】：新疆伊犁河谷地區(qū)地處我國西北地區(qū),該地區(qū)蒸發(fā)強烈,降雨稀少,地下水重要的補給水源來自灌溉水,而包氣帶是灌溉水進入地下水的重要通道,所以研究灌溉條件下包氣帶中的水分運移規(guī)律以及地下水補給規(guī)律,對新疆伊犁河谷地區(qū)地下水資源的合理開發(fā)與利用有著重要意義。針對上述問題,本文將野外農(nóng)田灌溉試驗與數(shù)值模擬相結(jié)合,運用HYDRUS-2d建立了二維飽和-非飽和帶水分運移數(shù)值模型,研究不同灌溉定額以及巖性結(jié)構(gòu)條件下灌溉水在包氣帶中的水分運移以及地下水補給規(guī)律,取得以下認識與成果:(1)基于原位農(nóng)田灌溉實測數(shù)據(jù)表明,在試驗周期內(nèi),包氣帶巖性控制著灌溉水在包氣帶中的運移規(guī)律。在相同的灌溉量條件下,巖性為細沙的均質(zhì)結(jié)構(gòu)比上粗下細巖性結(jié)構(gòu)以及多層巖性結(jié)構(gòu)更有利于灌溉水的入滲,上粗下細巖性結(jié)構(gòu)次之,多層巖性結(jié)構(gòu)最不有利于灌溉水進行入滲補給。(2)通過原位試驗實測數(shù)據(jù),利用HYDRUS-2d建立了二維飽和與非飽和水分運移模型,并以灌溉補給系數(shù)為研究對象,對水力參數(shù)敏感性進行了研究,結(jié)果表明:當包氣帶巖性為均質(zhì)結(jié)構(gòu)時,?s和n共同影響著灌溉補給系數(shù)。當包氣帶巖性處于上粗下細的結(jié)構(gòu)時,?s對灌溉補給系數(shù)影響最大,即表明?s最為敏感,而且細顆粒?s相對于其他水力參數(shù)的耦合程度最大。(3)通過構(gòu)建的二維飽和與非飽和水分數(shù)值模型,研究得出在上粗下細巖性結(jié)構(gòu)條件下,水分側(cè)向運移的距離要大于均質(zhì)巖性結(jié)構(gòu)與多層巖性結(jié)構(gòu)水分側(cè)向運移距離。上粗下細巖性結(jié)構(gòu)水分側(cè)向運移距離為300cm左右;多層巖性結(jié)構(gòu)水分側(cè)向運移距離為200cm左右;在均質(zhì)巖性結(jié)構(gòu)條件下,水分側(cè)向運移距離為70cm左右。(4)同一巖性結(jié)構(gòu)條件下,灌溉水在包氣帶的運移規(guī)律主要受控于灌溉定額。當巖性結(jié)構(gòu)為均質(zhì)細沙巖層時,灌水定額小于0.05m~3/m~2時,灌溉水無法有效的補給地下水。隨著灌溉定額的增加,灌溉補給地下水的滯后時間也隨著減少。當灌溉定額由0.1m~3/m~2增加到0.2m~3/m~2時,灌溉水補給地下水的滯后時間也由300天變?yōu)?80天,灌溉補給系數(shù)從0.03增加到0.38。(5)灌溉水在包氣帶中的運移規(guī)律,不僅受到灌溉量的影響,而且受到包氣帶巖性的影響。當灌溉定額從0.05m~3/m~2上升到0.2m~3/m~2時,灌水始終無法穿透多層巖性結(jié)構(gòu),這主要是因為上部的粉質(zhì)黏土層厚為140cm,而且該層巖性顆粒比較細,持水能力比較強。因此,導致灌溉水富集在剖面100cm以上,無法對地下水,形成有效的補給。而對于上粗下細巖性結(jié)構(gòu)來說,由于上部巖性顆粒粗,導水性能比較強,因此,隨著灌溉定額從依次變?yōu)?.1m~3/m~2、0.15m~3/m~2以及0.2m~3/m~2時,灌溉水補給地下水的滯后時間依次變?yōu)?5天、43天以及25天,灌溉補給系數(shù)依次為0.07、0.21以及0.36。
【圖文】：