鹽漬化土壤水熱鹽遷移與節(jié)水灌溉理論研究

內(nèi)容概要

本書通過室內(nèi)外試驗與理論分析相結(jié)合，揭示了季節(jié)性凍土地區(qū)土壤鹽漬化形成機制，初步確定了節(jié)水防鹽雙重目標(biāo)的秋澆節(jié)水灌溉制度，探討了我國北方地區(qū)土壤鹽漬化防治措施。全書共分lo章，第1章、第2章介紹了內(nèi)蒙古河套灌區(qū)土壤鹽漬化概況和研究的意義、目標(biāo)、現(xiàn)狀與內(nèi)容以及研究試驗方案。第3章介紹了凍融期間土壤水熱鹽運移特征。第4章介紹了秋澆定額與地下水位對凍融期水鹽運移的影響。第5章、第6章介紹了水熱耦合SHAW模型及其率定與檢驗。第7章介紹了凍融期土壤水熱運移規(guī)律的SHAW模型模擬研究。第8章介紹了基于SHAW模型的秋澆節(jié)水灌溉制度研究。第9章介紹了基于BP網(wǎng)絡(luò)模型的凍融土壤水鹽動態(tài)預(yù)測。第1O章對未來鹽漬化防治和凍融土壤水熱鹽運移研究方向做了展望。
本書可供水利、農(nóng)學(xué)、土壤專業(yè)的本科生、研究生及從事相應(yīng)專業(yè)的科研、教學(xué)和工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

前言
第1章 內(nèi)蒙古河套灌區(qū)土壤鹽漬化概況及問題的提出
　1．1 內(nèi)蒙古河套灌區(qū)概況及鹽漬化產(chǎn)生原因
　1．2 研究目的與意義
　1．3 國內(nèi)外研究進展
　1．4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
第2章 凍融土壤水熱鹽運移試驗
　2．1 試驗條件
　2．2 試驗方案與試驗方法
第3章 凍融期間土壤水熱鹽運移特征分析
　3．1 凍融期氣溫與土壤水鹽運移年際變化特征
　3．2 凍融土壤水熱鹽耦合遷移規(guī)律
　3．3 本章小結(jié)
第4章 秋澆定額與地下水位對凍融期水鹽運移的影響
　4．1 秋澆試驗處理
　4．2 土壤水鹽狀態(tài)變化
　4．3 秋澆定額對土壤含水率的影響
　4．4 秋澆定額對土壤含鹽量的影響
　4．5 地下水位埋深對土壤含水率分布的影響
　4．6 地下水位埋深對土壤鹽分分布的影響
　4．7 本章小結(jié)
第5章 土壤水熱鹽運移數(shù)值模擬模型(SHAW模型)
　5．1 SHAW模型簡介
　5．2 系統(tǒng)上邊界能量和水汽通量
　5．3 系統(tǒng)中的能量通量
　5．4 系統(tǒng)中的水量通量
　5．5 凍融土壤中的溶質(zhì)通量
　5．6 下邊界條件
　5．7 數(shù)值求解
第6章 SHAW模型的率定與檢驗
 6．1 SHAW模型的初始場和參數(shù)
 6．2 SHAW模型的率定
 6．3 SHAW模型的檢驗
 6．4 本章小結(jié)
第7章 凍融期土壤水熱運移規(guī)律的SHAW模型糢ICC研究．
 7．1 土壤凍融過程的SHAW模型模擬
 7．2 凍融期間土壤水熱遷移規(guī)律的SHAW模型模擬
 7．3 初始含水率對凍融土壤水熱狀況影響的SHAW模型模擬
 7．4 本章小結(jié)
第8章 基于SHAW模型的耿澆節(jié)水灌溉制度研究
 8．1 模擬實驗設(shè)計
 8．2 秋澆定額對凍融期土壤蒸發(fā)量的影響
 8．3 秋澆定額對凍融期土壤儲水量的影響
 8．4 秋澆定額對凍融期土壤鹽分的影響
 8．5 秋澆時間對凍融期土壤蒸發(fā)量的影響
 8．6 秋澆時間對凍融期土壤儲水量的影響
 8．7 秋澆時間對凍融期土壤鹽分的影響
 8．8 秋澆節(jié)水灌溉制度的確定
 8．9 本章小結(jié)
第9章 基于BP網(wǎng)絡(luò)模型的凍融土壤水鹽動態(tài)預(yù)測
 9．1 凍融土壤水鹽動態(tài)BP網(wǎng)絡(luò)模型的建立與檢驗
 9．2 本章小結(jié)
第10章 結(jié)識與展望
 10．1 結(jié)論
 10．2 展望
參考文獻

章節(jié)摘錄

　　我國季節(jié)性凍土主要分布在北緯30。以北地區(qū)，而這些地區(qū)又大多屬于干旱、半干旱的缺水地區(qū)。由于灌溉管理不當(dāng)和冬春季土壤凍融等的影響，形成大面積的土壤鹽堿化，這對作物的危害相當(dāng)嚴(yán)重，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成極大的損失。另外我國又是一個水資源十分短缺的國家，春天降雨少，蒸發(fā)十分強烈，春旱是每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遇到的首要問題之一。如何保存和利用冬季凍結(jié)時土壤表層的水分，減少春旱程度，并且盡量降低鹽害，是一個亟待解決的技術(shù)難點。越冬期間土壤水分、鹽分的變化與土壤凍融的關(guān)系十分密切。因此，開展凍融條件下土壤水熱鹽運動的研究，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的意義?！　鋈谕寥浪}運動的特殊規(guī)律與分配特性，是影響河套灌區(qū)土壤鹽漬化發(fā)生、發(fā)展和演變的重要因素。內(nèi)蒙古河套灌區(qū)是典型的季節(jié)性凍土區(qū)，在一年內(nèi)有半年多的時間為凍結(jié)期。土壤凍結(jié)過程中，因受溫差影響，礦質(zhì)化的潛水不斷向凍土層遷移累積，使凍土層含水率呈飽和狀態(tài)，同時鹽分也伴隨水分向上遷移累積于凍土層中，處于積鹽狀態(tài)，這是河套灌區(qū)鹽堿地形成與變化的特殊成因之一。在干旱、寒冷氣候條件以及灌溉水與地下水礦化度大的自然條件下，土壤凍融所造成的鹽害對作物的危害十分嚴(yán)重。目前河套灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以秋季增大灌水定額進行沖洗鹽分來控制次年春季土壤返鹽為主要手段。秋季儲水灌溉（簡稱秋澆），一方面用于沖洗土壤鹽分；另一方面也主要是為次年春小麥播種、幼苗發(fā)芽生長儲水保墑?！　〉?，土壤經(jīng)過凍結(jié)、融化過程后，不合理的秋季沖洗儲水灌溉還會引起土壤的鹽分表聚現(xiàn)象，因而加劇了土壤的鹽漬化進程。如果灌水定額過大，不僅浪費水量，而且次年土壤解凍開始后，會造成土壤潮塌返漿，水分蒸發(fā)后，助長土壤表土積鹽，影響春小麥播種以及苗期受到鹽害的負(fù)面作用，甚至?xí)斐蓯盒匝h(huán)。因此，秋澆定額的大小直接影響到次年土壤鹽分的積累程度及春播的順利進行。于是，確定合理優(yōu)化的秋澆定額、探索滿足節(jié)水調(diào)鹽的科學(xué)灌溉管理模式是解決北方于寒鹽漬化地區(qū)土壤鹽漬化和保持農(nóng)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵所在。　　內(nèi)蒙古河套灌區(qū)的鹽漬化土地面積約占內(nèi)蒙古鹽漬化土地面積的70%，約占耕地的65%。因此鹽漬化土地的灌溉問題一直是灌區(qū)灌溉管理的重要內(nèi)容。河套灌區(qū)長期以來引取黃河水灌溉以保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，據(jù)記載引黃灌溉始于秦漢，距今已有2000多年的歷史，可以說沒有灌溉就沒有農(nóng)業(yè)。但是由于近年來引黃過量造成黃河中下游斷流越來越嚴(yán)重。斷流河道長度上延170多km。 　　……

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