内蒙河套灌区咸淡水交替灌溉模拟及预测.pdf

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1、第26卷第8期82010年8月农业工程学报TransactionsoftheCSAEVr01．26NO．8Aug．2010内蒙河套灌区成淡水交替灌溉模拟及预测杨树青1，叶志刚1，史海滨1，兰有廷2(1．内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，呼和浩特010018；2．呼伦贝尔市水利水电勘测设计院，海拉尔021000)摘要：为探索一种适合内蒙河套灌区特点、对区域土壤及地下水环境影响最小的咸淡水轮灌模式，预测长期微咸水灌溉条件下区域环境的变化，在田间试验及土壤水盐信息空间结构性分区的基础上，构建了描述非饱和—饱和水盐运动的耦合模型及其算法。通过对耦合模型的率定检验表明，模型计算值与实测值拟合较好，

2、耦合模型能进行较好的循环计算，误差在允许范围以内，表明耦合模型具有较高的可靠性。基于耦合模型的咸淡水灌溉模式的数值模拟研究发现，“淡水．咸水．咸水”的咸淡水交替灌溉模式对区域土壤及地下水环境的影响在所有方案中最小：采用“淡咸咸”灌溉模式进行长期微咸水灌溉，整个研究区在非生育期的脱盐量大于生育期的积盐量，并且盐分主要通过排水沟系统排出区域外，土壤总体呈脱盐趋势；在模拟期内地下水位只有微小幅度的下降，地下水矿化度及含水层中的盐分呈下降趋势。在黄河水量逐年减少的形势下，“淡咸咸”灌溉模式为河套灌区提供了一条使区域环境可持续发展的开源途径，耦合模型的构建将为内蒙古河套灌区节水改造上程实施后及开发利用

3、微咸水后的区域水土环境的预测预报提供参考及简便实用的途径。关键词：耦合，模型，灌溉，成淡水轮灌模式，环境影响doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2010．08．002中图分类号：S273．1，$273．4文献标识码：A文章编号：1002—6819(2010)一08—0008—10杨树青，叶志刚，史海滨．内蒙河套灌区咸淡水综合利用灌溉模式的研究[J]．农业工程学报，2010，26(8)：8—17．YangShuqing，YeZhigang，ShiHaibin．Simulationandpredictionofrotationalirrigationwithsaltyand

4、freshwaterintheHetaoirrigationareaofIrmerMongolia[／]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(8)：8一17．(inChinesewithEnglishabstract)0引言据国家计委、水利部的配水方案，灌区引黄水量将从目前年均52亿m3下降到40亿m3，减少接近于l／4的引黄水量，对于地处干旱、半干旱地带同时又受盐碱威胁的河套灌区而言，将会产生一系列新的问题。当前，急待解决的问题足如何保证减少引黄水量后继续维持河套灌区工农业生产的良性发展。在引黄水量大幅度减少及淡水资源缺乏的严峻形势下，开发利用微咸水受到重视。国内外

5、在咸水灌溉适应性研究方面已比较成熟[I-41。在咸水灌水技术方面也有大量的研刭5。91。实践证明，在同样盐分水平下，咸淡水交替灌溉的作物产量高于咸淡水混灌的产量【10l。近年来，国内外学者在咸淡轮灌的生育期组合顺序㈣、土壤盐分分布[12-141及灌溉制度【151等方面进行了研究。以上分析可见，探索一种适合地区特点及对区域环境影响最小的咸淡水轮灌模式是目前急需解决的重要课题。咸水灌溉对环境的影响问题，目前主要集中在将士壤的盐分浓度控制在作物盐度临界之内，通过适当的冲收稿F1期：2009．10—23修订日期：2010-03．25基金项目：国家自然科学基金资助项目(50969004)作者简介：杨树

6、青(1967一)，女，内蒙古人，副教授，博士，丰要从事水土环境和节水灌溉新技术的研究。呼和浩特内蒙古农业大学西区1471信箱，010018。Emaihamadysq@126．锄洗及排水措施来维持作物根系活动层的盐分在年内或多年的补排平衡。如马东豪等人研究了咸水灌溉对作物、土壤的影响[16-19】，并应用SWAP模型进行了盐分剖面的分布研究【201，得出了当地主要作物的耐盐极限值及土壤水盐运移规律。近年来，采用微咸水灌溉在区域上对环境的影响受到关注。Hanson提出排水再利用必须处理好与之对应的环境问题【21J。J．M．Beltran分析了咸水灌溉可能在区域上带来的环境问题【221。微咸水灌溉

7、在区域上的安全问题还缺乏足够的研究。微咸水灌溉后土壤中的盐分随着水流向下运移，在与饱和带接触处通过水流通量和溶质通量补给饱和带水量和盐分，而饱和带中通过地下潜水蒸发，水分和盐分向非饱和带运移。所以，非饱和带与饱和带是一个统～的连续体，微咸水灌溉后对环境的影响也是一个由非饱和带到饱和带的连续反应。因此，使区域环境良性循环发展的微咸水、淡水灌溉模式必将是使土壤环境和地下水环境同时良性循环。但目前求解土壤水盐运移和