干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 新疆灌区滴灌农田水盐演化规律及调控技术研究

Arid

	新疆灌区滴灌农田水盐演化规律及调控技术研究
	虎胆·吐马尔白; 杨鹏年; 吴彬; 岳春芳; 马合木江·艾合买提; 赵经华; 李双喜; 努尔模达·达拉拜; 阿力甫江·阿不里米提; 姚新华; 王水献; 郭玉川; 付秋萍; 穆哈西; 曹伟
完成单位	新疆农业大学
登记(发布)日期	2013
中文摘要	以新疆连作滴灌棉田为主要研究对象,系统总结新疆滴灌技术研究成果,针对大规模高效节水后滴灌棉田土壤盐分累积和地下水咸化等问题,通过不同年限滴灌棉田试验监测资料,分析连作滴灌棉田盐分逐年累积机理,揭示其土壤水盐运移规律,为滴灌棉田土壤次生盐碱化防治提供理论依据;以滴灌安全节水为中心,以防止滴灌棉田土壤次生盐碱化为目标,通过室内外试验资料计算确定土壤(选择典型的中壤土和盐碱土)水盐运移参数,以HYDRUS模型为基础,优化模型技术参数,建立滴灌棉田土壤次生盐碱化数值模型,提出防止盐分累积的最佳节水灌溉模式和预测土壤盐分累积的方法。通过开展田间不同灌溉条件下的土壤水、地下水与作物的水分运移监测试验,研究农田灌溉水—土壤水—地下水系统中水分运移与消耗机理,分析土壤水、地下水调蓄功能,提出实现土壤水、地下水年内调蓄功能的可行方案,形成以土壤水利用为中心,以地下水利用和节水灌溉为支撑的水资源高效利用技术体系;在研究区域地下水开采、水盐演变及生态环境监测资料的基础上,通过回溯近50年的地下水利用、水盐状况和生态环境历史,总结分析地下水、水盐演变与生态环境的互馈效应;研究不同开采模式下灌区内部与外围天然植被响应和土壤环境的响应,确定合理的地下水生态水位,提出基于灌区安全的水盐调控技术。主要技术指标： (1)在系统总结新疆滴灌技术研究成果的基础上,以石河子不同滴灌年限棉田作为研究对象,连续监测棉田土壤水分盐分变化,得出连作滴灌棉田土壤盐分随种植年限增长,深度60～100cm土壤盐分增加的趋势显著,提出每隔5～6年进行一次冬灌或春灌洗盐,保证耕作层土壤不积盐,为滴灌棉田土壤次生盐碱化防治技术提供理论依据。 (2)通过对研究区地下水和土壤水相互转化关系和作物耗水规律的研究,考虑不同地下水位对剖面土壤含水量的顶托补给作用,建立耦合作物生长的一维、二维田间土壤水运移模型,模拟了不同地下水位埋深下的作物耗水过程,制定不同埋深下的作物优化灌溉制度,以避免作物受到水分的胁迫。采用考虑不同地下水埋深的修正灌溉制度更能充分利用地下水资源,提高水分利用效率,是对传统滴灌灌溉制度制定方法的改进。 (3)以地下水埋深、土地利用类型、土壤盐渍化情况和潜水矿化度为主要分区指标,利用MAPGIS软件的空间分析功能,对焉耆盆地进行水盐调控分区,得出了各分区的主要地下水位、水盐调控措施。选择典型试验区进行地下水调控试验,建立了地下水数值模型,通过方案优选得出了适宜于节水灌区的地下水位、水盐调控模式。 (4)利用GIS技术和地下水数值模拟技术对地下水资源开发利用进行管理,开发了节水灌区地下水监测井管理系统。该系统是集区域地下水监测数据采集、传输、存储、分析、发布为一体的地下水信息管理服务平台,通过与地下水数值模拟数据的链接,利用地下水位监测信息,进行地表水与地下水联合调度,从而实现基于灌区安全的水位、水盐调控。创新点： (1)针对目前新疆大规模实施棉花滴灌技术后潜在的土壤盐碱化问题,开展了不同滴灌年限棉田土壤盐分运移规律研究,揭示了滴灌棉田土壤盐分随滴灌年限的增长而逐年累积规律,提出采取每隔5～6年进行一次冬灌或春灌洗盐的措施,使多年累积的盐分有效降低,确保滴灌棉田安全节水,为干旱区绿洲农田盐渍化防治技术的研究提供理论依据。 (2)依据地下水与土壤水的相互转化关系,提出了以关键点含水率作为棉花水分胁迫的判断标准,利用Hydrus软件对不同地下水埋深下滴灌棉花生育期耗水过程模拟与优化的方法,得出了基于地下水土壤水联合利用的滴灌制度。该方法是对传统计算中不考虑作物对地下水利用的补充与完善,对地下水浅埋区滴灌作物耗水定额的改进与管理具有现实指导意义。 (3)通过对焉耆盆地地下水埋深与土壤盐碱化、植被生长与潜水蒸发相互关系的研究,从确保滴灌农田生态安全角度提出了地下水生态埋深的概念,确定其适宜的地下水生态埋深为3～4m,为节水灌区地下水合理开采与水盐调控提供理论支撑。 (4)用定量指标揭示了水资源高效利用、盐碱地改良与生态环境保护的相互关系,提出集成“高效节水—地下水利用—盐碱地改良”的水盐一体化调控理念,建立了以地下水位、水盐调控为中心的地下水可持续开发利用模式,进而实现水资源可持续利用和节水灌区安全可持续发展。合同的完成情况按照项目计划任务书、合同书和协议书中的研究任务及进度安排,完成相关研究内容、年度总结报告、中期检查报告以及结题报告。专著一部和软件著作权一项及实用新型专利四件。在中文核心期刊《农业工程学报》、《冰川冻土》、《土壤》、《干旱区研究》等刊物以及国际会议上发表学术论文58篇,有7篇被EI收录,所著论文在CNKI中共被引用256次。在地下水、土壤水盐运移理论、节水灌溉理论与技术、水文水资源系统理论研究方向已培养24名硕士研究生和2名博士研究生。
中文关键词	地下水 ; 滴灌 ; 棉田 ; 水盐 ; 新疆
成果类型	基础理论
中图法分类号	S156.4
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001620358
来源机构	新疆农业大学
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243230
推荐引用方式 GB/T 7714	虎胆·吐马尔白,杨鹏年,吴彬,等. 新疆灌区滴灌农田水盐演化规律及调控技术研究[Z]. 基础理论,2013.