發(fā)布時(shí)間：2020-05-07 10:12

【摘要】：水是人類寶貴的資源,生物的生存、工農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及社會(huì)的進(jìn)步均離不開水。青島市是我國北方的缺水城市之一,經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展、人口的不斷增長以及城市化步伐的明顯加快,使本市用水量急劇增加,水資源緊缺、污染等問題也伴隨而來,因此,保護(hù)與節(jié)約水資源對青島市的可持續(xù)發(fā)展顯得尤為重要。 本研究依托水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,以青島大沽河流域(產(chǎn)芝水庫以下約4781km2)為研究區(qū),在對流域農(nóng)田進(jìn)行大量野外試驗(yàn)和長期觀測的基礎(chǔ)上,獲取了流域土壤含水量、地下水位及埋深、土壤理化性質(zhì)、降雨、灌溉、氣象數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)資料,對流域土壤水分時(shí)空變化特征進(jìn)行了研究,并分析其成因；對不同地下水埋深條件下土壤水與地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行探討,并利用簡化后的土壤水量平衡方程對地下水淺埋條件下農(nóng)田不同耕作期土壤水與地下水交換量進(jìn)行了計(jì)算；通過Hydrus-1d模型對農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬,并利用流域農(nóng)田相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出流域土壤水資源量以及農(nóng)田灌溉需求指數(shù),進(jìn)而結(jié)合地下水位動(dòng)態(tài)變化規(guī)律提出合理的農(nóng)田節(jié)水灌溉建議。這對大沽河流域土壤水地下水相互關(guān)系的研究以及農(nóng)田節(jié)水灌溉的進(jìn)一步優(yōu)化具有重要的意義。得出以下主要結(jié)論： (1)通過對大沽河流域內(nèi)10個(gè)長期觀測點(diǎn)進(jìn)行土壤水分觀測,獲取了兩個(gè)完整的夏玉米-冬小麥輪作期農(nóng)田土壤含水量監(jiān)測數(shù)據(jù)。結(jié)果表明,流域不同地區(qū)土壤水分存在一定程度的空間變異性,土壤質(zhì)地、地下水位及埋深情況是其主要決定因素；土壤水含量在垂向上的變化具有一定規(guī)律性,且零通量面位置處于40～60cm土層之間；受作物種類、降水強(qiáng)度以及氣象條件等影響,土壤水分的變化可分為四個(gè)階段：第一階段(6-7月)與第二階段(8-10月上旬)土壤含水量值相對較高,波動(dòng)劇烈；而第三階段(10月中旬～3月)與第四階段(4-5月)土壤含水量值相對較低,土壤水分始終處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)。 (2)結(jié)合降水量、灌溉量、地下水位及埋深、溫度、土壤物理性質(zhì)等信息,對流域不同地下水埋深區(qū)土壤水與地下水轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行研究與分析,結(jié)果表明,當(dāng)?shù)叵滤癫剌^深時(shí),土壤水與地下水交換作用微弱；當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺時(shí),土壤水與地下水有著明顯的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,而且對農(nóng)作物需水有較大程度的影響。利用簡化后的土壤水量平衡方程對淺埋區(qū)農(nóng)田土壤水與地下水交換量進(jìn)行了計(jì)算,結(jié)果也表明,土壤水與地下水可以相互補(bǔ)給,玉米生長期內(nèi)土壤水與地下水的交換頻繁,且容易出現(xiàn)農(nóng)田土壤水分滲漏以及地下水位劇烈波動(dòng),；而小麥生長期內(nèi)未進(jìn)行農(nóng)田灌溉時(shí),土壤水與地下水幾乎為單向聯(lián)系,主要由地下水補(bǔ)給土壤水,且補(bǔ)給量變化較玉米期穩(wěn)定。 (3)基于Hydrus-1d軟件對研究區(qū)土壤水分運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行數(shù)值模擬,根據(jù)土壤蒸發(fā)量、植物蒸騰量、土壤水儲(chǔ)量變化量對流域不同地區(qū)耕作期土壤水資源量進(jìn)行評價(jià),結(jié)果表明,根據(jù)各區(qū)域所占流域面積推求出流域土壤水資源量為29.94億立方米,進(jìn)而結(jié)合流域地下水資源情況以及降水動(dòng)態(tài)規(guī)律提出了土壤水資源與地下水資源聯(lián)合管理建議：應(yīng)在枯水期最大限度地對儲(chǔ)水層進(jìn)行開采,當(dāng)豐水期來臨后,通過降雨入滲與人工回灌等方式,盡可能使大氣降水轉(zhuǎn)化為地下水資源,在土壤水資源得以充分利用的同時(shí),充分發(fā)揮大沽河流域地下水對水資源的快速調(diào)節(jié)功能。 (4)利用Hydrus-1d模型,對流域不同地區(qū)作物需水量、凈灌溉需水量、灌溉需求指數(shù)等進(jìn)行計(jì)算,在此基礎(chǔ)上,提出了區(qū)域農(nóng)田節(jié)水灌溉方案。實(shí)施這一節(jié)水灌溉方案,夏玉米—冬小麥輪作期內(nèi)可節(jié)水約120mm,這對于進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)用水利用效率,有效緩解青島市水資源緊缺狀況有著積極的現(xiàn)實(shí)意義。
【圖文】：

tAs ^IjlMmj^p^Sev_^ka^ file (Z)i—"i 礦li枿’mm^?. ■ 03.75.5 15 22.5 30_ Kilometersm圖2.1試驗(yàn)及取樣觀測點(diǎn)分布圖2.1.2氣象特征(1)氣溫研究區(qū)屬于暖溫帶季風(fēng)型大陸氣候，由于瀕臨黃海，伴有明顯的海洋性氣候特點(diǎn)，空氣濕潤，氣候適宜，四季分明，因此呈現(xiàn)春季干旱少雨，夏季炎熱多雨，秋季冷暖適中，冬季寒冷干燥的特征。多年平均氣溫約為12 °C，最低氣溫-21 °C，，最高氣溫39 °C，終年無霜期約200天。(2)降水大沽河流域多年平均降雨量675.6 rnm[32]，訊期主要集中6?9月份，降水量時(shí)空間分布不均勻、枯水年持續(xù)時(shí)間長，且近幾十年來有逐漸降低的趨勢

100 cm和160 cm處的土樣利用土鉆獲取，同時(shí)用卷尺分別測量10個(gè)點(diǎn)土壤的具體分層情況并詳細(xì)記錄。圖3.1為野外取樣現(xiàn)場圖，表3.1為長期取樣點(diǎn)土壤的分層情況。圖3.1野外取樣現(xiàn)場圖表3.1 10個(gè)取樣觀測點(diǎn)土壤分層情況取樣點(diǎn) 土壤分層情況（cm)1# 0—35 35—80 80—2# 0—40 40—80 80—3# 0—30 30—90 90—4# 0—55 55—5# 0—30 30—6# 0—30 30—7# 0—45 45—M 0—40 40—100 1
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：S151.9;S274

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2652821