目錄
前言
第1章 引言 1
1.1 微咸水灌溉研究背景及意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 3
1.2.1 微咸水灌溉概況 3
1.2.2 微咸水灌溉適應(yīng)性的研究進(jìn)展 3
1.2.3 咸水灌溉技術(shù)與利用方式的研究 4
1.2.4 咸水灌溉對(duì)作物產(chǎn)量、品質(zhì)的影響研究 6
1.2.5 咸水灌溉對(duì)作物生長(zhǎng)環(huán)境影響的研究 7
1.2.6 地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)在土壤水鹽研究方面的應(yīng)用研究 9
1.3 研究思路與內(nèi)容 11
第2章 研究區(qū)概況與試驗(yàn)設(shè)計(jì) 13
2.1 研究區(qū)地理位置 13
2.2 研究區(qū)氣象及水文地質(zhì)條件 13
2.3 研究區(qū)土壤特征參數(shù) 16
2.3.1 土壤水分特征曲線測(cè)定 17
2.3.2 土壤水平擴(kuò)散率的測(cè)定 18
2.3.3 土壤質(zhì)地的測(cè)定 19
2.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案 20
2.4.1 糧油作物灌溉方案 20
2.4.2 經(jīng)濟(jì)作物灌溉方案 23
2.5 地下水觀測(cè)井布置 24
第3章 微咸水灌溉對(duì)作物及生長(zhǎng)環(huán)境影響的試驗(yàn)研究 25
3.1 鹽分對(duì)作物生長(zhǎng)的影響 25
3.1.1 微咸水灌溉模式下糧油作物的生長(zhǎng)特性分析 25
3.1.2 微咸水灌溉模式下枸杞生長(zhǎng)特性分析 28
3.2 鹽分對(duì)干物質(zhì)累積的影響 33
3.2.1 微咸水灌溉模式對(duì)糧油作物干物質(zhì)累積的影響 33
3.2.2 微咸水灌溉模式對(duì)枸杞生長(zhǎng)量的影響 35
3.3 鹽分對(duì)產(chǎn)量的影響 39
3.3.1 微咸水灌溉模式對(duì)糧油作物產(chǎn)量的影響 39
3.3.2 微咸水灌溉模式對(duì)枸杞產(chǎn)量的影響 41
3.4 作物生育期土壤水鹽動(dòng)態(tài) 45
3.4.1 小麥試驗(yàn)田土壤水鹽動(dòng)態(tài) 45
3.4.2 葵花試驗(yàn)田土壤水鹽動(dòng)態(tài) 50
3.4.3 玉米試驗(yàn)田土壤水鹽動(dòng)態(tài) 55
3.4.4 枸杞試驗(yàn)田土壤水鹽動(dòng)態(tài) 58
3.5 小結(jié) 90
第4章 MODFLOW模型與考慮區(qū)域變異的SWAP模型的構(gòu)建 91
4.1 地下水流數(shù)值模型的初始參數(shù) 91
4.1.1 計(jì)算網(wǎng)格剖分 91
4.1.2 研究區(qū)邊界條件的分析確定 94
4.1.3 初始條件及源匯項(xiàng)的確定 107
4.1.4 初始水文地質(zhì)參數(shù) 110
4.2 地下水流數(shù)值模型參數(shù)的率定 114
4.3 地下水流數(shù)值模型的檢驗(yàn) 118
4.4 溶質(zhì)運(yùn)移模型的初始參數(shù) 122
4.4.1 邊界條件及匯源項(xiàng)的確定 122
4.4.2 觀測(cè)井 125
4.4.3 初始參數(shù) 125
4.5 溶質(zhì)運(yùn)移模型參數(shù)的率定 125
4.6 溶質(zhì)運(yùn)移模型參數(shù)的檢驗(yàn) 129
4.7 區(qū)域水鹽信息的統(tǒng)計(jì)分析 131
4.7.1 區(qū)域水鹽信息采樣設(shè)計(jì) 131
4.7.2 垂直觀測(cè)點(diǎn)采樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 132
4.7.3 研究區(qū)土壤水鹽采樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 133
4.7.4 試驗(yàn)田土壤水鹽采樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 134
4.8 研究區(qū)水鹽信息的空間結(jié)構(gòu)性 135
4.8.1 土壤水鹽信息空間結(jié)構(gòu)性 136
4.8.2 土壤水鹽、容重在垂直方向上空間結(jié)構(gòu)性及分析 140
4.9 研究區(qū)的空間變異性分區(qū) 145
4.9.1 研究區(qū)土壤水鹽變差函數(shù)模型 146
4.9.2 模型的檢驗(yàn) 147
4.9.3 研究區(qū)土壤水鹽空間變異分區(qū) 154
4.10 SWAP模型的參數(shù) 159
4.10.1 土壤水流模型 160
4.10.2 輸入資料 160
4.10.3 空間單元剖分 160
4.10.4 初始條件及邊界條件的確定 160
4.10.5 土壤水分初始參數(shù) 161
4.10.6 模型的識(shí)別 162
4.11 不同區(qū)域土壤水溶質(zhì)運(yùn)移模型的識(shí)別 168
4.11.1 溶質(zhì)運(yùn)移方程 168
4.11.2 模型識(shí)別 168
4.12 作物模型的識(shí)別 173
4.12.1 作物性態(tài) 174
4.12.2 模型的識(shí)別 175
4.12.3 一維垂直非飽和水鹽運(yùn)移模型系統(tǒng)的構(gòu)建 175
4.13 小結(jié) 177
第5章 微咸水灌溉條件下土壤水鹽動(dòng)態(tài)、地下水環(huán)境變化規(guī)律模擬 179
5.1 基于SWAP模型模擬的微咸水灌溉條件下土壤水鹽動(dòng)態(tài)的研究 179
5.1.1 正常灌溉定額下土壤水鹽動(dòng)態(tài)模擬 179
5.1.2 淋洗灌溉定額下土壤水鹽動(dòng)態(tài)模擬 189
5.2 微咸水灌溉的土壤鹽分累積預(yù)測(cè) 197
5.2.1 土壤鹽分累積預(yù)測(cè)方案的選擇 198
5.2.2 土壤鹽分累積預(yù)測(cè) 198
5.3 基于MODFLOW模型的微咸水灌溉條件下地下水環(huán)境模擬 200
5.3.1 平均年法 200
5.3.2 考慮時(shí)間序列的預(yù)測(cè) 217
5.3.3 兩種預(yù)測(cè)方法模擬結(jié)果對(duì)比 229
5.4 小結(jié) 230
第6章 SWAP-MODFLOW耦合模型的構(gòu)建及預(yù)測(cè) 232
6.1 模型耦合的思路 232
6.2 耦合模型的構(gòu)建 233
6.2.1 數(shù)學(xué)模型 233
6.2.2 模型算法 234
6.3 耦合模型的檢驗(yàn) 235
6.3.1 耦合模型的第一層次檢驗(yàn) 235
6.3.2 耦合模型的第二層次檢驗(yàn) 243
6.4 中、長(zhǎng)期微咸水灌溉條件下區(qū)域水土環(huán)境預(yù)測(cè) 251
6.4.1 預(yù)測(cè)方法及預(yù)測(cè)水平的確定 251
6.4.2 中期微咸水灌溉條件下區(qū)域環(huán)境預(yù)測(cè) 252
6.4.3 長(zhǎng)期微咸水灌溉條件下區(qū)域環(huán)境預(yù)測(cè) 258
第7章 微咸水與淡水綜合利用灌溉模式的研究 267
7.1 微咸水和淡水綜合利用灌溉模式的田間試驗(yàn)研究 267
7.1.1 土壤水鹽的運(yùn)移規(guī)律 267
7.1.2 作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量變化 272
7.2 微咸水和淡水綜合利用灌溉模式的數(shù)值模擬研究 273
7.2.1 灌溉模式的方案設(shè)置 273
7.2.2 不同輪灌方案的數(shù)值模擬 275
第8章 總結(jié)與展望 286
8.1 總結(jié) 286
8.1.1 基于耦合模型的微咸水灌溉水土環(huán)境效應(yīng)預(yù)測(cè)研究 286
8.1.2 內(nèi)蒙古河套灌區(qū)微咸水綜合利用灌溉模式的研究 289
8.2 展望 290
參考文獻(xiàn) 292