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针对塔里木沙漠公路防护林带长期采用咸水灌溉部分地段出现盐分积累现象,研究了咸水灌溉下沙漠公路防护林带土壤水分入渗及水盐运移规律。为防护林后期维护建设及可持续性发展提供依据。在塔里木沙漠公路防护林带内选取五种不同种植年限的土壤,并取三种不同矿化度水,应用Guelph入渗仪测定土壤水分入渗过程并进行模型拟合与分析。同时,采用室内土柱模拟试验,研究不同矿化度水、不同种植年限对土壤入渗及水盐运移的影响,并应用HYDRUS-3D对不同种植年限土壤水盐运移进行模拟。主要结果如下:
1、不同种植年限对土壤初始入渗速率、饱和导水率有显著影响,尤其是0-10,10-15 cm层土壤,随着种植年限增加土壤初始入渗速率、饱和导水率呈减小趋势。咸水灌溉条件下,土壤饱和导水率较淡水大。不同深度土壤入渗特性有差异,表现为25-40,40-60 cm层土壤饱和导水率较其它层大。不同种植年限土壤入渗达到稳定入渗所需时间不同,所需时间的长短关系为:种植年限6年>种植年限10年>种植年限13年>种植年限16年。随着深度的增加,种植年限对饱和导水率的影响呈现不规律性,在80,110 cm孔深表现最为明显。
2、用常用的入渗模型对入渗过程进行了模拟:通用经验模型对研究该区域土壤入渗有最好的适用性,Kostiakov模型也较适用,Horton模型在本区域土壤入渗研究中适用性相对较差。
3、各层土壤含水率随滴灌结束时间的延长呈减小趋势,深层(80-110cm)减小速率大于表层(0-30cm)。灌溉水矿化度对土壤含水率变化不产生影响。随深度的增加体积含水率变化越快。种植年限越长土壤表层的体积含水率越大,各层土壤含水率增加。种植年限6年、10年及裸地的土壤,滴灌结束后土壤表层(0-30cm)电导率明显小于深层(80-110cm)。种植年限13年和16年的土壤,滴灌结束后其土壤电导率出现随深度增加先减小后增大的现象。
4、应用HYDRUS-3D模型对水分运移进行模拟并取得较好效果。不同深度间模拟值与实测值对比,发现模型对表层(0-30cm)的模拟效果强于深层(50-90cm)。不同种植年限间,种植年限长(13年、16年)的土壤含水率模拟值与实测值的偏离程度略大于种植年限短(6年、10年)的土壤。盐分模型模拟结果发现,土壤表层出现盐分积累现象。灌水结束后,各时刻之间土壤含盐量在不同土层间变化趋势基本一致,表现为0-30cm层盐分含量高,30-110cm层迅速下降。随时间增长表层含盐量不断增加,但增加速率逐步减小。对比不同种植年限土壤盐分含量变化情况,发现随着种植年限增长土壤深层(30-110cm),盐分含量有减小趋势,说明没有出现盐分积累情况。