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基于HYDRUS模型的盐碱地土壤水盐运移模拟 总被引：7，自引：0，他引：7
为了解陕西卤泊滩盐碱地的水盐运移情况,基于当地2009—2013年田间水盐监测资料,应用饱和-非饱和土壤水分及溶质运移理论,利用HYDRUS-1D数值模型对当地土壤水分、盐分运移规律进行数值模拟,分析了盐碱地的水盐变化状况,确定合理的田间灌水定额。结果表明:在玉米整个生育期内,不同灌溉处理的土壤含水量变化趋势基本一致,从节水控盐的综合标准衡量,农田灌水定额为500 m3·hm-2时有利于控制土壤盐分的累积。采用HYDRUS-1D模型对盐碱地农田土壤水盐运移的模拟结果与田间试验实测结果基本吻合,该研究结果可为类似盐碱化地区农田水盐管理提供科学依据。 相似文献
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基于HYDRUS-2D的滨海地区膜下滴灌土壤水盐运移模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以春玉米“郑单958”为供试作物，采用膜下滴灌灌水方式，设定2种不同灌水定额，分别是单次灌水定额20 mm和10 mm，测定试验区土壤水分、盐分含量，利用HYDRUS-2D模型对土壤水盐运移进行模拟，将模拟值与实测值进行对比分析，探究滨海地区盐碱化土壤水盐运移规律。结果表明：滴灌过程中，水平方向土壤盐分由膜下向膜边运移，膜下土壤淋洗效果好于膜边；竖直方向0~20 cm土壤水分、盐分变化幅度最大，土壤含盐量降低16.1%，淋洗效果明显；下层土壤盐分淋洗效果一般，土壤含盐量降低值仅为9.6%。土壤水分重分布过程中，0~20 cm土层土壤含水率和含盐量变化幅度比20~60 cm土层大。0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土层高灌水定额（20 mm）处理对土壤盐分的抑制作用分别比低灌水定额（10 mm）处理高26%、11%、19%，并且高灌水定额滴灌将土壤盐分淋洗到60 cm土层以下，而低灌水定额滴灌未能将土壤盐分淋洗到60cm土层以下。HYDRUS-2D模拟得到的土壤含水率与含盐量和实测值基本吻合，模型可靠。 相似文献
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为揭示不同秸秆覆盖量对黑土区玉米田农田土壤水盐运移的影响机制,基于田间试验结果,利用HYDRUS-1D模型对秸秆覆盖下农田土壤水盐运移过程进行模拟,分析不同秸秆覆盖量对土壤水盐动态的影响规律。结果表明：秸秆覆盖可以增强土壤保水性、抑制土壤盐分积累,随秸秆覆盖量增加,秸秆覆盖对土壤水盐运移的作用效果更加明显,在玉米全生育期内秸秆半量覆盖及全量覆盖较裸地40 cm耕层内各土层平均含水率分别提高3.38%~5.78%和5.26%~9.62%、平均电导率分别降低4.61%~8.93%和8.87%~12.41%。基于HYDRUS-1D模型模拟结果可知,土壤含水率模拟值与实测值的决定系数介于0.903~0.940,标准误差介于0.010~0.014 cm3·cm-3,平均相对误差介于3.46%~4.64%;土壤电导率模拟值与实测值的决定系数介于0.817~0.853,标准误差介于0.091~0.111 mS·cm-1,平均相对误差介于4.06%~5.46%。误差分析表明HYDRUS-1D模型模拟精度较高,能够用于模拟研究区秸秆覆盖条件下农田土壤水盐运移过程。 相似文献
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不同灌排模式下土壤盐分动态模拟与评价 总被引：3，自引：0，他引：3
利用HYDRUS-1 D模型对不同灌排模式下土壤水盐运移进行一维数值模拟,分析比较了节水灌溉和常规灌溉、暗管排水和无排水对盐碱地的改良效果.结果表明,节水灌溉模式下耕作层含盐量的年内变化规律与常规灌溉相似,在节水14.36%的情况下不会明显降低耕作层的洗盐效率;在连续常规灌溉和节水灌溉条件下耕作层的土壤盐分呈逐年减少的... 相似文献
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本文针对农业环境中重要的土壤—水环境问题,以我国干旱气候河套灌区土壤盐渍化问题为背景,采用适合于盐渍化土壤特征考虑土壤吸附与不动水体影响的溶质运移模型,对土壤盐溶质动态规律进行系统研究。对求解溶质运移模型的数值方法进行对比评价和对土壤吸附作用与不动水体对盐分动态规律影响进行模拟研究。可用于指导土壤—水环境中盐溶质的预测管理与农业环境保护。 相似文献
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土壤表面积水深度对入渗的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
采用HYDRUS-1D模型,对积水入渗问题进行了数值模拟,并分析了积水深度变化对入渗的影响.采用土柱降雨入渗的观测数据进行模型参数率确定及验证,结果表明HYDRUS-1D模型具有良好的模拟效果.进而,使用HYDRUS-1D模型模拟不同积水深度下的土壤含水量变化情况,分析发现,在不同的积水深度情况下,土柱表面入渗通量有较明显的差异,积水深每降低0.5 cm,同一时间相同观测点位置处土壤含水量减少1.2%～2.8%,当上表面水头逐渐增大时这种现象更加明显. 相似文献
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秋灌对冻融期土壤水盐热时空变化规律影响及灌水效果评价 总被引：3，自引：0，他引：3
为探究河套灌区秋灌条件下冻融期土壤水盐热变化规律及其灌水效果,采用田间试验的方法,对秋灌前至土壤冻融结束期间温度变化下水盐运移规律及玉米播种前的土壤水盐热条件进行了研究分析。结果表明:冻融期各层土壤温度在各时段具有相同的变化趋势,土壤温度的变化直接影响到水盐的运移过程;冻结期在温度梯度作用下非冻结区水分向冻结区运移使得冻结区土壤含水率增加,平均增幅4.02%~18.18%;进入消融期后上层土壤出现返浆现象,0~10 cm土壤含水率平均较冻结期增加11.54%~111.15%;随着温度的升高,在水势梯度的作用下盐随水向表层运移出现春季返盐现象;秋灌后土壤盐分被淋洗到作物根系层以下,但还存在于田间,所以冻结期随着水分的上移,根系层以下盐分又被带到上层土壤中,各土层含盐量平均增幅11.19%~50.19%;消融结束后下层土壤由于消融水下渗,盐分随之向下运移,20~100 cm土层含盐量平均降幅15.71%~44.95%,呈现脱盐趋势。研究表明秋灌灌水定额为1 500 m3·hm-2播前土壤水、盐、热状况较适宜于灌区玉米覆膜沟灌种植模式。 相似文献
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塔里木沙漠公路防护林生态工程沿线均采用高矿化度咸水灌溉,土壤盐分是该线新人工生态系统可持续面临的主要环境问题之一。为了探讨长期灌溉条件下土壤表层盐分与土体内部盐分差异性,在沙漠公路定点采样的基础上,运用统计分析、相关分析等对土壤盐结皮层与盐结皮层下(0-100cm)土层电导率、全盐量的关系、盐离子含量、各土层盐离子间相关性关系做了比较分析。结果表明:盐结皮层土壤盐分显著高于下层土壤,沿线不同层次土壤pH均呈碱性,处于弱变异程度,相比较盐结皮层更趋向于碱性。长期高矿化度水灌溉下,盐结皮层土壤盐分离子与结皮层下(0-100cm)盐分离子在剖面出现显著分异。盐结皮层以NaCl、CaSO4、MgSO4、MgCl2等盐类为主,而盐结皮下土壤以NaCl、Na2CO3、MgCl2、MgCO3盐类为主。这是极端干旱区长期高矿化度水灌溉下盐分离子淋溶-积聚的显著表现。 相似文献
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综述了国内外地下水浅埋条件下土壤盐分运移机理研究,滴灌条件下盐碱地土壤盐分运移机理研究,土壤盐分运移模型研究的相关研究成果,为滴灌技术在改造和利用地下水浅埋盐碱土地资源的应用提供了思路,为预报土壤盐碱化提供科学依据,并为地下水浅埋盐碱土滴灌条件下土壤盐分运移规律的进一步研究提出一些建议,认为地下水浅埋区盐碱地滴灌条件下土壤盐分运移规律的研究仍是今后土壤科学的研究重点. 相似文献
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不同湿润比下滴灌土壤入渗特性模拟试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为了研究滴头流量和设计湿润比对土壤水分运移规律及湿润体特性的影响,前期利用粘壤土进行试验研究,然后依据非饱和土壤水动力学理论和滴灌条件下土壤水分运移特征,建立了土壤水分运动模型,利用HYDRUS-3D对不同湿润比下滴灌土壤入渗模型进行求解。通过所建模型,对11个观测点的模拟结果与实测结果进行了对比,得出灌水结束时各观测点模拟与实测含水率的相对误差均小于10%,实测与模拟湿润比的相对误差为4.75%~11.78%。利用所建模型对不同情景下湿润体运移规律进行了模拟,获得了湿润体特征变化规律:滴头流量主要影响水平湿润锋的运移距离,而设计湿润比对垂直湿润锋运移距离的影响较大;滴头流量相同时,设计湿润比越大,湿润体内平均含水率越大,高含水区(含水率0.410 cm~3·cm~(-3))半径也越大;设计湿润比相同时,湿润体内含水率高于0.410 cm~3·cm~(-3)的湿润半径随流量增大而增大。 相似文献
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不同降雨历时梯田和坡耕地的土壤水分入渗特征 总被引：2，自引：0，他引：2
以黄土高原丘陵沟壑第三副区庄浪县为例,研究不同降雨历时条件下坡耕地和水平梯田土壤(黄绵土)水分入渗变化特征,应用Hydrus-1D模型对不同降雨条件下的土壤水分入渗进行定量模拟研究。结果表明:(1)与实测数据相比,Hydrus-1D模型模拟降雨后土壤水分的运移较合理。(2)地表层(0~40 cm)土壤含水量变异系数(CV)呈中等变异,即5 d的时间内梯田和坡耕地地表层的土壤含水量变化大,随着土层深度的增加变异系数减小,呈弱变异性。(3)在1.45 mm/min降雨强度下,在23 min时拔节期的小麦坡耕地产生径流,水平梯田在整个过程中没有产生径流。(4)降雨历时为10 min时,在土层深度为0~15 cm,梯田土壤含水量比坡耕地多0.13%~1.65%,在土层深度为30~200 cm,梯田和坡地都没有下渗。降雨历时为20min、30min时,在土层深度为0~20 cm,梯田的土壤含水量比坡耕地的分别多0.05%~2.22%、0.01%~2%。 相似文献
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Masoud NOSHADI 《干旱区科学》2020,12(3):447-461
Salinization is a gradual process that should be monitored. Modelling is a suitable alternative technique that saves time and cost for the field monitoring. But the performance of the models should be evaluated using the measured data. Therefore, the aim of this study was to evaluate and compare the SALTMED and HYDRUS-1 D models using the measured soil water content, soil salinity and wheat yield data under different levels of saline irrigation water and groundwater depth. The field experiment was conducted in 2013 and in this research three controlled groundwater depths, i.e., 60(CD60), 80(CD80) and 100(CD100) cm and two salinity levels of irrigation water, i.e., 4(EC4) and 8(EC8) d S/m were used in a complete randomized design with three replications. Soil water content and soil salinity were measured in soil profile and compared with the predicted values by the SALTMED and HYDRUS-1 D models. Calibrations of the SALTMED and HYDRUS-1 D models were carried out using the measured data under EC4-CD100 treatment and the data of the other treatments were used for validation. The statistical parameters including normalized root mean square error(NRMSE) and degree of agreement(d) showed that the values for predicting soil water content and soil salinity were more accurate in the HYDRUS-1 D model than in the SALTMED model. The NRMSE and d values of the HYDRUS-1 D model were 9.6% and 0.64 for the predicted soil water content and 6.2% and 0.98 for the predicted soil salinity, respectively. These indices of the SALTMED model were 10.6% and 0.81 for the predicted soil water content and 11.0% and 0.97 for the predicted soil salinity, respectively. According to the NRMSE and d values for the predicted wheat yield(9.8% and 0.91, respectively) and dry matter(2.9% and 0.99, respectively), we concluded that the SALTMED model predicted the wheat yield and dry matter accurately. 相似文献
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Rangjian QIU 《干旱区科学》2017,9(5):637-650
Furrow irrigation is a traditional widely-used irrigation method in the world. Understanding the dynamics of soil water distribution is essential to developing effective furrow irrigation strategies, especially in water-limited regions. The objectives of this study are to analyze root length density distribution and to explore soil water dynamics by simulating soil water content using a HYDRUS-2D model with consideration of root water uptake for furrow irrigated tomato plants in a solar greenhouse in Northwest China. Soil water contents were also in-situ observed by the ECH_2O sensors from 4 June to 19 June and from 21 June to 4 July, 2012. Results showed that the root length density of tomato plants was concentrated in the 0–50 cm soil layers, and radiated 0–18 cm toward the furrow and 0–30 cm along the bed axis. Soil water content values simulated by the HYDRUS-2D model agreed well with those observed by the ECH_2O sensors, with regression coefficient of 0.988, coefficient of determination of 0.89, and index of agreement of 0.97. The HYDRUS-2D model with the calibrated parameters was then applied to explore the optimal irrigation scheduling. Infrequent irrigation with a large amount of water for each irrigation event could result in 10%–18% of the irrigation water losses. Thus we recommend high irrigation frequency with a low amount of water for each irrigation event in greenhouses for arid region. The maximum high irrigation amount and the suitable irrigation interval required to avoid plant water stress and drainage water were 34 mm and 6 days, respectively, for given daily average transpiration rate of 4.0 mm/d. To sum up, the HYDRUS-2D model with consideration of root water uptake can be used to improve irrigation scheduling for furrow irrigated tomato plants in greenhouses in arid regions. 相似文献
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为揭示平原水库周边无灌溉盐荒地及防风林生长区水盐分布特征,在沙漠绿洲区多浪水库南库区周围布设了地下水监测井和土壤监测点,进行了为期2 a的逐月地下水埋深监测和土壤含水率及含盐量的定点取样测定试验。结果表明:库区周边盐荒地地下水埋深随监测时段变化变幅不大,2 a内均值为1.28 m;不同土壤含水率整体随土层深度增加呈升高趋势,其中60~100 cm的土壤含水率较其他土层波动较大。2 a间盐荒地的土壤含盐量在0.48~8.86 g·kg~(-1)之间变化,不同土壤总盐含量随土层深度增加呈减小的趋势,0~40 cm土层含盐量变化较为明显,具有显著的盐分表聚现象,其中,防风林地土壤含盐量在0~40 cm土层内较天然生态林地明显降低。 相似文献
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Soil salt leaching under different irrigation regimes: HYDRUS-1D modelling and analysis 总被引：2，自引：0，他引：2
Field irrigation experiments were conducted in the Hetao Irrigation District of Inner Mongolia,China,to study the effects of irrigation regimes on salt leaching in the soil profile.The data were used to calibrate and validate the HYDRUS-1D model.The results demonstrated that the model can accurately simulate the water and salt dynamics in the soil profile.The HYDRUS-1D model was then used to simulate 15 distinct irrigation scenarios.The results of the simulation indicated that irrigation amount did not have a significant effect on soil water storage but that increases in irrigation amount could accelerate salt leaching.However,when the irrigation amount was larger than 20 cm,the acceleration was not obvious.Compared with irrigating only once,intermittent irrigation had a better effect on increasing soil water storage and salt leaching,but excessive irrigation times and intervals did not improve salt leaching.In addition,we found that the irrigation regime of 20 cm,irrigated twice at 1-d intervals,might significantly increase salt leaching in the plough layer and decrease the risks of deep seepage and groundwater contamination. 相似文献
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滴灌条件下核桃园土壤水分动态变化的数值模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为探究滴灌条件下核桃根系对土壤含水量的影响,试验以8 a生核桃树为研究对象,使用分层分段挖掘法分析核桃根系的空间形态分布,通过构建HYDRUS-2D模型,对有根系吸水下的土壤水分变化进行求解,并利用实测点数据校验2D模型的可用性。经过实际计算与理论分析,得出如下结论:在垂直二维剖面中,水平距树0~30 cm、垂直40~60 cm土层的细根根长密度分布最大,为1 618.216 m·m~(-3)。对比实测数据与模拟数据,结果显示RMSE均小于0.0186 cm~3·cm~(-3),ME绝对值小于0.0108 cm~3·cm~(-3),证明数值模拟效果较好,HYDRUS模型可应用于实际试验研究。将根系模块纳入模型模拟,并比照单独水流模块作用,结果显示根系对土壤含水量产生影响,使体积含水率曲线整体低于单独水作用下的含水率曲线,且两者关系差异性显著。模拟核桃生育前期土壤含水量变化,结果表明灌水后6 d至7 d内,土壤含水量存在明显减小现象,故可将生育前期灌水周期设定为6 d或7 d。 相似文献
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以北疆常年膜下滴灌棉田为研究对象,分析棉花整个生育过程中土壤温度变化对棉田水盐运移规律的影响,并对灌溉制度进行优化调整。研究结果表明：土壤温度随着气温的升高而升高,降低而降低,气温影响作用随着土壤深度的增加而减弱,滞后时间随着深度的增加而延长;8月份之前,土壤温度自上而下呈递减分布,随着土壤温度的升高,土壤水分扩散率不断增大,土壤持水能力不断降低,造成5～60 cm处土壤含水率降低,而90～150 cm处土壤含水率增高,导致5 cm和90～150 cm处土壤盐分相对增高;8月份之后,随着土壤温度的降低,土壤温度分布发生变化,土壤水分扩散率不断减小,土壤持水能力不断增强,土壤水分蒸腾降低,渗漏减小,各层土壤含水率相对保持较高,各层土壤含盐率相对保持较低;在灌溉定额不变的条件下,在5、6月份相对减小灌水定额,7月和8月份相对减小灌水周期、增加灌水定额,8月之后相对增加灌水周期、减小灌水定额,在生育期末,通过穿插灌水,加大灌水定额,对土壤洗盐、抑盐有着明显的作用。 相似文献