發(fā)布時(shí)間：2020-11-18 03:19

　　 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,生態(tài)環(huán)境不斷惡化,水資源短缺問題日益嚴(yán)峻,新疆由于其獨(dú)特的地理環(huán)境,使得綠洲農(nóng)業(yè)成為控制新疆經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素之一。渭-庫綠洲位于塔里木盆地邊緣,屬于新疆典型的干旱區(qū)綠洲,降水少,蒸發(fā)強(qiáng),水資源利用率低,一系列問題威脅著綠洲地區(qū)的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。研究該地區(qū)的土壤水分運(yùn)移規(guī)律,是解決該地區(qū)農(nóng)業(yè)問題的重要途徑之一。借鑒國內(nèi)外研究成果,在秸稈還田的基礎(chǔ)上,以優(yōu)化環(huán)境、改良土壤結(jié)構(gòu)、提高農(nóng)田灌溉效率,優(yōu)化干旱區(qū)水資源為目的,從微觀尺度上對(duì)干旱區(qū)農(nóng)田秸稈還田量以及還田深度與土壤的水分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系進(jìn)行研究。野外采集玉米秸稈與0-40cm深度的土壤,采用室內(nèi)土箱進(jìn)行非飽和二維土壤入滲實(shí)驗(yàn),測(cè)定土壤物理參數(shù)、濕潤(rùn)鋒運(yùn)移、入滲速率、累積入滲量、土壤體積含水率以及土水勢(shì),在此基礎(chǔ)上,用HYDRUS-2D軟件對(duì)土壤水分特征曲線和土壤水分入滲過程進(jìn)行數(shù)值模擬與分析,并用實(shí)測(cè)值對(duì)模型進(jìn)行校正與檢驗(yàn)。結(jié)論如下:1、秸稈還田在一定程度上改變了土壤的導(dǎo)水性和鎖水性,使得耕層土壤疏松,起到了穩(wěn)水保肥、增加有機(jī)質(zhì)的效果。2、混摻物的混摻比例和埋深深度對(duì)土壤水分入滲的影響是不同的,導(dǎo)致不同還田條件下,累積入滲量、入滲速率、濕潤(rùn)鋒推移、土壤體積含水率的差異。對(duì)不同混摻比的處理進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果顯示混摻比越大,混摻物的作用效果越明顯。3、研究區(qū)土壤水分二維入滲試驗(yàn)研究中,濕潤(rùn)鋒近似1/4橢球形,垂直方向的推移距離略大于水平方向;累積入滲量隨著入滲的進(jìn)行而增加,增加速度逐漸降低,一定時(shí)間后趨于穩(wěn)定;入滲速率在入滲開始時(shí)最快,隨著時(shí)間的推移而降低,最終趨于穩(wěn)定,但在埋深為0-30cm、0-40cm時(shí)入滲速率有跳動(dòng)。4、為了尋找最優(yōu)的秸稈還田量和還田深度,對(duì)不同試驗(yàn)組在入滲過程中的入滲情況進(jìn)行觀察與分析。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)土壤中秸稈混摻比例為20%時(shí),由于混摻比例過高,水分易滲漏;當(dāng)土壤中秸稈混摻比例為10%、混摻物埋深深度在0-30cm時(shí),水分下滲速度適中,中、高土壤體積含水率分布面積均勻;當(dāng)混摻比例為5%時(shí),入滲速率、土壤體積含水率與純土差異過小。5、借助HYDRUS-2D軟件對(duì)土壤水分特征曲線進(jìn)行數(shù)值模擬,并與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)合,選取最優(yōu)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ�。模擬得到的土壤水分特征曲線整體上呈現(xiàn)“快速下降-緩慢下降-基本平穩(wěn)”的變化趨勢(shì),符合土壤水分特征曲線的基本規(guī)律。6、借助HYDRUS-2D模型對(duì)土壤水分入滲過程進(jìn)行模擬,利用實(shí)測(cè)值校正后的參數(shù)模擬得出最終結(jié)果。模擬的濕潤(rùn)鋒與試驗(yàn)中繪制的濕潤(rùn)鋒誤差控制在0.25mm內(nèi),選定的秸稈還田方式的模擬與實(shí)測(cè)土壤體積含水率的擬合度達(dá)85%以上,模擬效果良好。本文從微觀角度出發(fā),基于土壤水動(dòng)力學(xué)的理論基礎(chǔ)基于土壤水分運(yùn)移的物理機(jī)制,結(jié)合秸稈還田,通過模擬土壤環(huán)境的土箱進(jìn)行入滲試驗(yàn),對(duì)比分析不同程度的秸稈混摻對(duì)土壤水分入滲特征的影響,得到基于HYDRUS-2D的土壤水分運(yùn)移模型,為土壤水分的區(qū)域化研究做基礎(chǔ),從而提高水資源利用率,為改良土壤提供參考。
【學(xué)位單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S152.7;S141.4
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

新疆大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文驗(yàn)裝置.3.1 入滲試驗(yàn)裝置次試驗(yàn)時(shí)間為，2017 年 6 月 21 日-2017 年 8 月 20 日，試驗(yàn)地點(diǎn)為新疆樓試驗(yàn)室。內(nèi)入滲試驗(yàn)裝置如圖 2-1 所示，馬氏瓶為供水系統(tǒng)，有機(jī)玻璃土箱為模馬氏瓶是一種可以向土箱持續(xù)供水的恒壓供水裝置，通過控制與土柱的可以控制入滲水頭，入滲速率是定時(shí)讀取馬氏瓶上的刻度，由入滲時(shí)間計(jì)算得出。箱為長(zhǎng) 40cm×寬 10cm×高 50cm 的矩形有機(jī)玻璃土箱，土箱壁厚 0.8cm和土箱用橡膠橡皮管相連。試驗(yàn)裝置、壟溝斷面尺寸如圖 2-1 所示。

圖 2-2 室內(nèi)積水入滲試驗(yàn)裝置圖Fig. 2-2 Water infiltration test physical device diagram.2 土壤參數(shù)測(cè)定裝置參數(shù)測(cè)定裝置為德國 LY-UMS 室內(nèi)蒸滲儀所帶的 EC-5 和張力計(jì)，數(shù)有土壤體積含水率和土壤水勢(shì)。2-3（a）為張力計(jì)，用來測(cè)定土壤水勢(shì)。張力計(jì)的頂端是由陶土材料，是儀器的感應(yīng)部件，將張力計(jì)安設(shè)于土壤中，要使陶土頭與土壤時(shí)可以把土壤和張力計(jì)看做一個(gè)系統(tǒng)，張力計(jì)中的無氣蒸餾水與土了達(dá)到平衡，會(huì)發(fā)生水分流動(dòng)，水分流向吸力較大的一方，其測(cè)量0 hpa。陶土頭有許多細(xì)小孔隙，陶土頭充滿水后會(huì)形成水膜，將密封計(jì)插入水分不飽和的土壤后，水膜與土壤水連結(jié)，使張力計(jì)內(nèi)部產(chǎn)含水率越小則產(chǎn)生的負(fù)壓則越大[69]。特殊的制造工藝使其具有良好
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2888270