项目名称灌区水盐运动规律与调控理论技术及其应用

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1、1.项目名称：灌区水盐运动规律与调控理论技术及其应用2.推荐单位：教育部3.项目简介：该项目属水利工程学科领域的应用基础研究。由我国农田水利和土壤盐碱化研究领域的核心科研团队，依托国家“863”计划、自然科学基金、科技支撑计划等50余项课题，历时三十年，通过理论研究、技术研发与工程应用相结合，系统研究了土壤水盐运动机理的精确描述、运动过程的精细模拟、运动参数的精准获取以及水盐动态的精量调控等关键科技问题，建立了涵盖微观、田间和区域的土壤水盐多尺度精量调控理论与技术体系，取得了系列创新成果。（1）在理论层面，揭示了土壤微观结构对水盐运动的影响规律，精确描述了水盐在复杂结构土壤中的运动机理、控

2、制方程和参数结构，提出了土壤水盐运动由微观尺度向区域尺度提升的随机分析方法和灌区多尺度联合水盐均衡分析方法，解决了不同尺度上土壤水盐运动精确描述的科学问题。（2）在技术层面，提出了水热盐耦合的精细模拟模型、多随机场的地下水-土壤水盐随机数值模型和区域拟三维模拟模型，建立了土壤水盐运动精细模拟的实用平台；提出了结构土壤饱和-非均匀水动力弥散系数直接测定技术和变异土壤等效水动力参数反演技术，研发了土壤水盐运动参数测量系统、成像示踪装置和四电极式原位土壤盐分测定设备，构建了土壤盐分多尺度快速、高精度监测系统，填补了我国结构土壤水盐运动参数精准测定和动态监测领域的多项空白。（3）在应用层面，提出了

3、冻融地区节水秋浇淋盐制度、水肥盐协同精量调控技术和盐分上移地表排新方法；研发了大棚水盐动态调控技术和控制排水设备；发展了基于区域水盐均衡的干排水控盐技术和井渠结合技术，构建了干排水系统设计方法和干旱区井渠结合模式，成功地解决了节水、控盐和生态相互协调的技术难题，为灌溉土壤多尺度水盐精量调控提供了有效手段。该项目获批国家发明专利7项，软件著作权2项，发表研究论文200余篇。成果总体达到国际领先水平，获得了2012年度教育部科技进步一等奖和2011年度教育部自然科学二等奖。在灌溉土壤水盐运动理论、参数测定、过程模拟、精量调控等方面都取得了重要进展与突破，显著提高了我国通过水利措施防治土壤盐渍化

4、的科技水平，对于保障我国农业可持续发展和粮食安全具有重要意义。4.主要完成单位及其创新推广贡献：（1）武汉大学：l建立了结构土壤的双重介质模型和活动性流场模型，提出了土壤水盐运动尺度提升的随机模型和灌区多尺度水盐均衡模型；l提出了结构土壤水盐运动参数的测量方法，研发了变异土壤等效水动力学参数反演技术和设备；l发展了土壤水盐运动的随机数值模拟方法和拟三维区域饱和-非饱和水盐模拟模型，建立了土壤水盐运动精细模拟平台；l提出了大棚控盐的控制排水技术、水盐均衡调控的干排水技术和井渠结合技术，并研发了控制排水设备；l组织了研究成果的推广应用。（2）中国水利水电科学研究院：l构建了干旱半干旱灌区土壤水

5、盐监测预报模型和方法，实现了快捷、方便、高效的土壤水盐信息实时监测；l提出了内陆干旱区农田"土壤水盐定向迁移"理论和农田水盐"盐分上移地表排"的灌排新方法；l基于分次放水逐步扩大水层覆盖面积的水量配置先进理念，提出了高效节水的排水洗盐新技术；l应用动态控制理念，采用模糊档次分级方法，建立了农田排水工程布局设计方法。l组织实施了研究成果在新疆、湖北、内蒙的应用。（3）中国科学院南京土壤研究所：l研发了四电极式原位土壤盐分测量方法和复合传感变送器，建立了田间尺度土壤盐分磁感式快速探测与解译技术，形成了田间-区域多尺度联合高精度监测技术；l揭示了我国滨海地区盐渍土水热盐迁移规律，集成了滨海区中重

6、度盐渍土耕层高效控盐技术；l筛选了基于作物水分亏缺敏感指数的最优节水灌溉模式，集成节水灌溉、保墒抑盐、培肥改土、化学l改良、高垄覆膜的水肥盐精量耦合调控技术；l组织实施了研究成果在新疆、河南、江苏等地的推广应用。1.推广应用情况该成果在内蒙古河套灌区、人民胜利渠灌区等30多个大中型灌区、武汉邴氏设施农业基地及浙江省水利河口研究院等科研院所中得到了成功应用，解决了水盐运动参数精准测定、盐渍化动态监测、水盐精量调控和盐渍化防治等多个难题，产生了显著的经济效益与社会效益。多个应用单位提供了效益证明，据统计，每年约节水8亿方，增产3亿斤，增收4亿元。2.曾获科技奖励情况：2012年度教育部科学技术

7、进步一等奖2011年度教育部自然科学二等奖3.主要知识产权证明目录：(1)发明专利：杨劲松.原位土壤盐分含量传感变送器，ZL200710020347.2(2)发明专利：杨劲松.四电极原位土壤盐分含量测量方法，ZL200710020348.7(3)发明专利：杨劲松，姚荣江，赵秀芳.滩涂盐碱地种植作物的营养性土壤控盐节水方法，ZL201010296242.1(4)发明专利：李立，王康.用于测量土壤溶质迁移的成像示踪系统及方法