目錄
前言
第1章 引言 1
1.1 微咸水灌溉研究背景及意義 1
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 3
1.2.1 微咸水灌溉概況 3
1.2.2 微咸水灌溉適應性的研究進展 3
1.2.3 咸水灌溉技術與利用方式的研究 4
1.2.4 咸水灌溉對作物產(chǎn)量、品質(zhì)的影響研究 6
1.2.5 咸水灌溉對作物生長環(huán)境影響的研究 7
1.2.6 地質(zhì)統(tǒng)計學在土壤水鹽研究方面的應用研究 9
1.3 研究思路與內(nèi)容 11
第2章 研究區(qū)概況與試驗設計 13
2.1 研究區(qū)地理位置 13
2.2 研究區(qū)氣象及水文地質(zhì)條件 13
2.3 研究區(qū)土壤特征參數(shù) 16
2.3.1 土壤水分特征曲線測定 17
2.3.2 土壤水平擴散率的測定 18
2.3.3 土壤質(zhì)地的測定 19
2.4 試驗設計方案 20
2.4.1 糧油作物灌溉方案 20
2.4.2 經(jīng)濟作物灌溉方案 23
2.5 地下水觀測井布置 24
第3章 微咸水灌溉對作物及生長環(huán)境影響的試驗研究 25
3.1 鹽分對作物生長的影響 25
3.1.1 微咸水灌溉模式下糧油作物的生長特性分析 25
3.1.2 微咸水灌溉模式下枸杞生長特性分析 28
3.2 鹽分對干物質(zhì)累積的影響 33
3.2.1 微咸水灌溉模式對糧油作物干物質(zhì)累積的影響 33
3.2.2 微咸水灌溉模式對枸杞生長量的影響 35
3.3 鹽分對產(chǎn)量的影響 39
3.3.1 微咸水灌溉模式對糧油作物產(chǎn)量的影響 39
3.3.2 微咸水灌溉模式對枸杞產(chǎn)量的影響 41
3.4 作物生育期土壤水鹽動態(tài) 45
3.4.1 小麥試驗田土壤水鹽動態(tài) 45
3.4.2 葵花試驗田土壤水鹽動態(tài) 50
3.4.3 玉米試驗田土壤水鹽動態(tài) 55
3.4.4 枸杞試驗田土壤水鹽動態(tài) 58
3.5 小結 90
第4章 MODFLOW模型與考慮區(qū)域變異的SWAP模型的構建 91
4.1 地下水流數(shù)值模型的初始參數(shù) 91
4.1.1 計算網(wǎng)格剖分 91
4.1.2 研究區(qū)邊界條件的分析確定 94
4.1.3 初始條件及源匯項的確定 107
4.1.4 初始水文地質(zhì)參數(shù) 110
4.2 地下水流數(shù)值模型參數(shù)的率定 114
4.3 地下水流數(shù)值模型的檢驗 118
4.4 溶質(zhì)運移模型的初始參數(shù) 122
4.4.1 邊界條件及匯源項的確定 122
4.4.2 觀測井 125
4.4.3 初始參數(shù) 125
4.5 溶質(zhì)運移模型參數(shù)的率定 125
4.6 溶質(zhì)運移模型參數(shù)的檢驗 129
4.7 區(qū)域水鹽信息的統(tǒng)計分析 131
4.7.1 區(qū)域水鹽信息采樣設計 131
4.7.2 垂直觀測點采樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 132
4.7.3 研究區(qū)土壤水鹽采樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 133
4.7.4 試驗田土壤水鹽采樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 134
4.8 研究區(qū)水鹽信息的空間結構性 135
4.8.1 土壤水鹽信息空間結構性 136
4.8.2 土壤水鹽、容重在垂直方向上空間結構性及分析 140
4.9 研究區(qū)的空間變異性分區(qū) 145
4.9.1 研究區(qū)土壤水鹽變差函數(shù)模型 146
4.9.2 模型的檢驗 147
4.9.3 研究區(qū)土壤水鹽空間變異分區(qū) 154
4.10 SWAP模型的參數(shù) 159
4.10.1 土壤水流模型 160
4.10.2 輸入資料 160
4.10.3 空間單元剖分 160
4.10.4 初始條件及邊界條件的確定 160
4.10.5 土壤水分初始參數(shù) 161
4.10.6 模型的識別 162
4.11 不同區(qū)域土壤水溶質(zhì)運移模型的識別 168
4.11.1 溶質(zhì)運移方程 168
4.11.2 模型識別 168
4.12 作物模型的識別 173
4.12.1 作物性態(tài) 174
4.12.2 模型的識別 175
4.12.3 一維垂直非飽和水鹽運移模型系統(tǒng)的構建 175
4.13 小結 177
第5章 微咸水灌溉條件下土壤水鹽動態(tài)、地下水環(huán)境變化規(guī)律模擬 179
5.1 基于SWAP模型模擬的微咸水灌溉條件下土壤水鹽動態(tài)的研究 179
5.1.1 正常灌溉定額下土壤水鹽動態(tài)模擬 179
5.1.2 淋洗灌溉定額下土壤水鹽動態(tài)模擬 189
5.2 微咸水灌溉的土壤鹽分累積預測 197
5.2.1 土壤鹽分累積預測方案的選擇 198
5.2.2 土壤鹽分累積預測 198
5.3 基于MODFLOW模型的微咸水灌溉條件下地下水環(huán)境模擬 200
5.3.1 平均年法 200
5.3.2 考慮時間序列的預測 217
5.3.3 兩種預測方法模擬結果對比 229
5.4 小結 230
第6章 SWAP-MODFLOW耦合模型的構建及預測 232
6.1 模型耦合的思路 232
6.2 耦合模型的構建 233
6.2.1 數(shù)學模型 233
6.2.2 模型算法 234
6.3 耦合模型的檢驗 235
6.3.1 耦合模型的第一層次檢驗 235
6.3.2 耦合模型的第二層次檢驗 243
6.4 中、長期微咸水灌溉條件下區(qū)域水土環(huán)境預測 251
6.4.1 預測方法及預測水平的確定 251
6.4.2 中期微咸水灌溉條件下區(qū)域環(huán)境預測 252
6.4.3 長期微咸水灌溉條件下區(qū)域環(huán)境預測 258
第7章 微咸水與淡水綜合利用灌溉模式的研究 267
7.1 微咸水和淡水綜合利用灌溉模式的田間試驗研究 267
7.1.1 土壤水鹽的運移規(guī)律 267
7.1.2 作物的生長和產(chǎn)量變化 272
7.2 微咸水和淡水綜合利用灌溉模式的數(shù)值模擬研究 273
7.2.1 灌溉模式的方案設置 273
7.2.2 不同輪灌方案的數(shù)值模擬 275
第8章 總結與展望 286
8.1 總結 286
8.1.1 基于耦合模型的微咸水灌溉水土環(huán)境效應預測研究 286
8.1.2 內(nèi)蒙古河套灌區(qū)微咸水綜合利用灌溉模式的研究 289
8.2 展望 290
參考文獻 292