不同地下水埋深的盐化土壤蒸发的试验研究

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1、灌溉排水学报２０１４年８月第３３卷第４／５期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１４）０４／０５－０２４０－０４＊不同地下水埋深的盐化土壤蒸发的试验研究阿不都艾尼·阿不里１，２，３，伍靖伟１，黄介生１，塔西普拉提·特依拜２，３，杨鹏举１（１．武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，武汉４３００７２；２．新疆大学资源与环境科学学院，乌鲁木齐８３００４６；３．新疆大学绿洲生态教育部重点实验室，乌鲁木齐８３００４６）摘要：通过室内土柱试验，研究了５０、７０、９０ｃｍ地下水埋深的土壤盐分运动对土壤蒸发的影响。结果

2、表明：①不同地下水埋深条件下，土壤水分运移有一定差异，地下水埋深越浅，土壤水分越高；②时间上，随着蒸发的进行，阶段平均蒸发量逐渐从依次为５．８、５．６、５．６ｍｍ／ｄ减小到３．５、２．６、２．２ｍｍ／ｄ。随着地下水埋深的增加，蒸发速率和蒸发量均减小。关键词：地下水埋深；土壤全盐量；土壤蒸发量中图分类号：Ｓ１５２．７文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１４．０４／０５．０５２阿不都艾尼·阿不里，伍靖伟，黄介生，等．不同地下水埋深的盐化土壤蒸发的试验研究［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１４，３３（４／５）：２４０－２４３．干旱和半干旱地区，农业

3、引水及灌溉会提高地下水位，尤其是地下水埋深较高地区，在强烈的蒸发作用［１－３］下，随着潜水不断蒸发，盐分大量聚集于地表，导致土壤盐渍化。蒸发会导致土壤盐碱化，反过来，土壤的［４］盐碱化影响蒸发过程的进行。地下水埋深的大小影响地表蒸发速率以及土壤盐渍化程度。因此，研究地下水埋深对地表蒸发的影响，对地表蒸发的影响因素分析以及是掌握区域土壤盐渍化控制与治理方面具有［５－８］重要的意义。关于地下水埋深与蒸发之间的定量关系随进行了一系列研究，但因各个地区的地形、地貌、气温、土质等不同而具有一定的局限性。因此，有必要通过室内试验，研究不同地下水埋深条件下的含盐土壤的蒸发特性，为

4、盐渍化土壤的治理提供理论依据。１材料与方法供试土壤取自内蒙古河套灌区永联试验站，土壤质地为粗砂土（中国制），其土壤含盐量为０．４７％，质量含水率为１２．５５％。供试土壤经自然风干后碾碎，并通过２ｍｍ筛去除杂质后备用。试验装置主要由土柱、马氏瓶和红外灯３部分组成（见图１）。其中，土柱采用有机玻璃柱制成，内径约２０ｃｍ，外径约为２３ｃｍ，高１ｍ。土柱上每１０ｃｍ间隔有１层取样圆孔，每层５孔，即每个高度可取样５次；每２０ｃｍ有ＴＤＲ插图１实验装置示意图＊收稿日期：２０１４－０３－０８基金项目：国家自然科学基金面上项目（５１２７９１４２）；国家自然科学基金项目（５１３７９１

5、５１）；新疆大学博士生科技创新项目（ＸＪＵＢＳＣＸ－２０１３００９）作者简介：阿不都艾尼·阿不里（１９８４－），男（维吾尔族），博士研究生，主要从事土壤盐渍化与地下水运动研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ａｂｄｕｈｉｎｉ０９９７＠１２６．ｃｏｍ通讯作者：伍靖伟（１９７４－），男，教授，硕士生导师，博士，主要从事农田水利、地下水、土壤水资源与环境。Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉｎｇｗｅｉ．ｗｕ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ２４０口（为了避免漏水ＴＤＲ插口用玻璃胶封住）。土柱放置在试验台上，其单个长度约１００ｃｍ，宽度约３０ｃｍ，桌面高度约３０ｃｍ。加热灯单个功率２７５Ｗ，加热灯距离土柱表面３５ｃｍ。试

6、验设５０、７０、９０ｃｍ三种不同地下水埋深，地下水矿化度（１０ｇ／Ｌ）和土壤质地（粗砂土）等其他条件均相同。为保证各试验组间除地下水埋深外其他试验条件一致，将制备好的１５０ｋｇ风干土，加水１１Ｌ，为了保证土壤水和盐分均匀分布每次准备１０ｋｇ土样混合，进行反复混合，均匀为止；土柱分别装填入５０、３０、１０ｃｍ不同高度的石子；供试土壤按设计密度分层装入土柱，每层１０ｃｍ，装入后压实，层间打毛，装填土壤高度分别为５０、７０、９０ｃｍ。土样装填时，电阻探头埋在土壤不同底层，保证测量土壤不同深度的电阻；经分析，装填时各试验组土壤干密度和体积含水率分布为１．４３±０．０３ｇ／ｃ

7、ｍ３、１８．０％±０．６％，差异很小，可认为其初始条件是一致的。土柱覆膜静置２４ｈ后去除覆膜，连接马氏瓶开始试验，入渗溶液盐分质量浓度为１０ｇ／Ｌ。每天０８：００—２０：００，利用红外灯对土柱表面进行加热，并采用温度计和湿度计分别记表面温度和湿度，电阻探头测定不同土层的电阻；１４：００和１８：００同样进行记录１次；试验于８月２日开始，第１次３ｄ后取样，由于蒸发速度慢，第２次开始７ｄ取１次样，采用烘干法测定土壤含水率，电导率仪法测定土壤电导率，并换算为土壤全盐量；取样次数为６次，观测持续时间为３８ｄ。２结果与分析２．１土壤含水率的变化分析不同地下水埋深条件下，土壤