渾水入滲規(guī)律及畦灌補(bǔ)源技術(shù)研究.pdf

1、水資源短缺是我國現(xiàn)在面臨的嚴(yán)重問題。面對我國日趨尖銳的水資源供需矛盾、水環(huán)境惡化等問題和社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展要求，專家學(xué)者達(dá)成的共識是：要實現(xiàn)我國社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，必須首先實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用；實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的一個最主要方面是實現(xiàn)地下水資源的可持續(xù)利用。引洪補(bǔ)源則是實現(xiàn)地區(qū)地下水資源可持續(xù)利用的戰(zhàn)略性措施之一。 本課題以大同市御河灌區(qū)為載體，采用室內(nèi)試驗與大田試驗相結(jié)合、試驗研究與理論分析相結(jié)合的研究方法，主要就洪

2、水灌溉條件下的大田土壤水分入滲特性、洪水地面灌溉定額、技術(shù)參數(shù)等問題進(jìn)行了專門性研究。旨在為洪水灌溉補(bǔ)充地下水源提供技術(shù)支撐。通過不同土壤結(jié)構(gòu)條件下的大田渾水入滲試驗，較系統(tǒng)地探索了渾水入滲規(guī)律；建立了用土壤結(jié)構(gòu)、土壤含水量及渾水泥沙含量預(yù)測渾水入滲能力和入滲模型參數(shù)的預(yù)測模型，提出了預(yù)測渾水入滲過程的方法。通過不同定額的引洪灌溉試驗，確定了試驗區(qū)條件下保持土壤養(yǎng)分均衡，同時不受澇漬的合理引洪補(bǔ)源定額；分析了洪水地面灌溉的運(yùn)動特征，建立

3、了引洪地面灌溉水流運(yùn)動模擬與參數(shù)優(yōu)化的一體化模型；進(jìn)而提出了確定合理灌水技術(shù)參數(shù)的方法和提高補(bǔ)源效果的灌水技術(shù)措施。研究結(jié)果表明： (1)與清水入滲相比，渾水入滲具有明顯的減滲作用。其主要原因是渾水泥沙中的物理性粘粒在入滲過程中形成的沉積層對渾水入滲起到阻礙作用。 (2)在相同土壤質(zhì)地情況下，影響渾水入滲特性的主要因素有土壤結(jié)構(gòu)、土壤含水量及渾水泥沙含量。渾水入滲能力及入滲模型參數(shù)隨主要影響因素呈規(guī)律性變化，并具有一

4、定的相關(guān)關(guān)系。土壤干容重與渾水入滲能力呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，土壤結(jié)構(gòu)對入滲模型參數(shù)α、K、f0同時產(chǎn)生影響，它們之間也符合負(fù)相關(guān)關(guān)系；土壤含水量與渾水入滲能力符合負(fù)線性相關(guān)關(guān)系，土壤含水量對入滲模型的每個參數(shù)都產(chǎn)生影響，它們之間符合對數(shù)關(guān)系；渾水入滲能力和穩(wěn)定入滲率都隨渾水泥沙含量的增大而減小，入滲模型參數(shù)與渾水泥沙含量呈指數(shù)關(guān)系。 (3)渾水入滲能力及入滲模型參數(shù)可以采用多元線性回歸模型預(yù)報。用常規(guī)土壤物理參數(shù)(土壤干容重、土壤含水

5、量)及渾水泥沙含量作為模型預(yù)測量的變量，可以得到較好的預(yù)測結(jié)果。 (4)保持試驗區(qū)土壤養(yǎng)分均衡，同時不受澇漬的合理引洪補(bǔ)源定額為80～120m3/畝。 (5)通過分析洪水地面水流運(yùn)動特點，確定了引洪補(bǔ)源灌水技術(shù)參數(shù)優(yōu)化模型，建立洪水地面水流運(yùn)動模擬與參數(shù)優(yōu)化一體化程序，確定合理引洪灌水技術(shù)參數(shù)。采用實測和模擬相結(jié)合的方法，提出了提高引洪補(bǔ)源效果的灌水技術(shù)措施：長畦灌溉、強(qiáng)土壤入滲能力下大單寬流量灌溉、低土壤入滲能力下