理论教育 数值模拟显示:灌溉后土壤含水率变化与底层盐分运动(图)

数值模拟显示:灌溉后土壤含水率变化与底层盐分运动(图)

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:从图12-6可知,当灌溉定额为1200m3/hm2时,灌溉后的第一天,0~80cm土层含水率达到45%饱和含水率,80cm以下土层含水率变化程度较小;随着水分的入渗,底层含水率逐渐增大,表层则由于有蒸发的存在含水率逐渐降低。图12-7底层自由排水量(二)不同土层土壤盐分运动数值模拟结果秋浇的一个重要作用是淋洗土壤中的盐分。

数值模拟显示:灌溉后土壤含水率变化与底层盐分运动(图)

(一)不同土层土壤水分运动数值模拟结果

图12-6(一) 不同秋浇定额的土壤水分变化

(a)1200m3/hm2;(b)1800m3/hm2

图12-6(二) 不同秋浇定额的土壤水分变化

(c)2250m3/hm2;(d)3000m3/hm2

秋浇属于大定额灌水,对土壤水分有重要的影响。从图12-6可知,当灌溉定额为1200m3/hm2时,灌溉后的第一天,0~80cm土层含水率达到45%饱和含水率,80cm以下土层含水率变化程度较小;随着水分的入渗,底层含水率逐渐增大,表层则由于有蒸发的存在含水率逐渐降低。之后各个土层含水率趋于稳定,土壤含水率变化相对较小;在31天时,土壤水分分布较为均匀,表层较小则是由于土壤表面蒸发的影响。当秋浇定额在1800m3/hm2、2250m3/hm2、3000m3/hm2时,开始时刻出现土层含水饱和的深度不一样,分别达到90cm、120cm、160cm,但最终土壤水分达到稳定时,含水率基本保持一致,为23%左右。大部分的多余水量都通过土壤深层渗漏,进入了更深度的土壤,带走了盐分,同时补给了地下水。

模型区域底层界面选择的是自由排水界面,从图12-7发现,随着秋浇定额的增加,底层自由排水界面通量逐渐增大。秋浇定额为3000m3/hm2时,底层通量最大达到0.187m3/d,也就是秋浇水量为0.3m3/m2时,有0.187m3/m2的水通过深层渗漏进入150cm以下的土层,这必将提高地下水位,而当地下水位提高,受到冻融作用的影响,会增加盐分水分上移,增加土壤盐渍化程度。当秋浇定额为2250m3/hm2时,底层通量为0.04m3/d,1800m3/hm2时,底层通量为0.02m3/d,1200m3/hm2时,底层通量为0.006m3/d。随着底层通量减少,将减弱对地下水的补给,也就减弱了受到冻融作用影响的盐分迁移,将减弱表层土壤积盐程度。因此,秋浇定额,不宜过大。

图12-7 底层自由排水量

(二)不同土层土壤盐分运动数值模拟结果(www.daowen.com)

秋浇的一个重要作用是淋洗土壤中的盐分。当秋浇定额为1200m3/hm2,开始时表层盐分有着大幅度的降低,由0.57%降低至0.136%;在后期表层盐分有所增加,这是由于受到土壤蒸发的影响,表层水分上移,进而带动了盐分的上移,水分被蒸发,盐分则累积在表层。40~60cm土层含盐率由1.04%~1.58%降低为0.563%~1.27%,90~120cm土层含盐率由1.90%~2.76%降低为1.27%~1.77%。通过秋浇土层整体盐分均有所降低。但不同的秋浇定额对土壤含盐率降低的幅度有所不同。1200m3/hm2时,0~60cm土层含盐率为0.276%~0.832%,1800m3/hm2时,含盐率为0.173%~0.603%,2250m3/hm2时,含盐率为0.127%~0.481%,3000m3/hm2时,含盐率为0.08%~0.336%(图12-8)。说明随着秋浇定额的增大,0~60cm土层含盐率持续降低,也表明秋浇定额愈大对土壤盐分淋洗的越充分,效果越好。

脱盐率是衡量土壤脱盐效果的一种指标。秋浇定额为1200m3/hm2时,150cm土层含盐率从42.64kg降低至28.77kg,脱盐率为35.32%。秋浇定额为1800m3/hm2、2250m3/hm2、3000m3/hm2时,脱盐率分别为47.53%、55.71%、66.47%(表12-3)。说明随着秋浇定额的增大,土壤中的盐分被淋洗的越多,对土壤改良的效果越好。故应当选取较大的秋浇定额为宜。

图12-8(一) 不同秋浇定额土壤含盐率变化

(a)1200m3/hm2;(b)1800m3/hm2

图12-8(二) 不同秋浇定额土壤含盐率变化

(c)2250m3/hm2;(d)3000m3/hm2

表12-3 秋浇后土壤脱盐率

综上所述,通过秋浇土壤水分变化特征分析,较大的秋浇定额会产生较大的底层水分通量,造成地下水位升高,同时受到冻融作用的影响,在冻融期土壤水分过大也会加剧盐分的集聚,所以秋浇定额应尽可能的小。通过秋浇后的土壤盐分变化特征分析,较大的秋浇定额,将会使土壤盐分淋洗的更为充分,给春季种子的萌发提供较好的条件,所以秋浇定额应尽可能的大。所以选择合适的秋浇定额十分重要,既要满足来年的耕作要求,又要保持一定的土壤水分含量。秋浇定额为2250m3/hm2时,脱盐率达到55.71%,0~60cm土层含盐率仅为0.127%~0.481%,能较好地满足棉花春季播种的需求,且底层水分通量也较小。因此,选定秋浇定额为2250m3/hm2

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