發(fā)布時間：2020-06-13 08:15

【摘要】：近年來,農(nóng)業(yè)節(jié)水問題越來越受到重視。大型灌區(qū)農(nóng)業(yè)用水量高,同時水資源浪費情況也較嚴重,節(jié)水潛力較大。作為全國重要的糧油生產(chǎn)基地,河套灌區(qū)屬于典型的季節(jié)性凍土區(qū),其獨特的地理環(huán)境、較高的地下水位以及較高的地下水含鹽量造就了河套灌區(qū)獨特的灌溉方式—秋澆。為了得到適宜的秋澆灌溉制度,在保證秋澆效果的基礎(chǔ)上最大限度的節(jié)約水資源,本文對河套灌區(qū)的秋澆制度進行了模擬研究。由于目前缺乏針對季節(jié)性凍土區(qū)進行模擬的作物模型,本文將主流作物模型SWAP與凍土水熱鹽運移模型SHAW進行耦合,得到適用于季節(jié)性凍土區(qū)的SWAP-SHAW耦合模型。SWAP-SHAW耦合模型以SWAP模型為基礎(chǔ),利用SHAW模型處理凍土水熱鹽運移的方法對SWAP模型進行耦合。本文給出了耦合過程并對關(guān)鍵的數(shù)值計算過程給出簡要說明。對于SWAP模型的修正主要包括:修正原SWAP模型中的熱傳輸計算方程,增加土壤水相變潛熱項,給出熱傳輸計算的迭代方法,并對初次凍結(jié)的土壤進行溫度修正;給出利用溫度及總含水量判斷土壤是否凍結(jié)并計算土壤液態(tài)含水量與含冰量的方法;修正凍結(jié)后的土壤熱特性;以及修正凍結(jié)后的土壤基質(zhì)勢。對耦合模型的模擬驗證包括室內(nèi)試驗驗證以及田間試驗驗證,其中室內(nèi)實驗驗證采用前人所做室內(nèi)凍土實驗的數(shù)據(jù),田間實驗驗證的數(shù)據(jù)來源為土壤三參數(shù)傳感器Hydra Probe在土壤凍結(jié)期所觀測的河套灌區(qū)實測數(shù)據(jù)。模擬驗證結(jié)果顯示,該耦合模型對室內(nèi)條件以及田間條件下土壤凍結(jié)過程中的土壤溫度和土壤含水率模擬效果較好,土壤含鹽量的模擬結(jié)果有一定改進,能夠反映土壤凍結(jié)過程中的水熱鹽動態(tài)變化過程,具有一定的可靠性。應(yīng)用SWAP-SHAW耦合模型對河套灌區(qū)的秋澆制度進行了模擬。分析了不同排水條件對小麥生長發(fā)育的影響。同時分析了不同鹽堿化程度的土壤在不同秋澆定額下的鹽分動態(tài)以及第二年小麥的生長發(fā)育情況。模擬結(jié)果顯示,對于重度鹽堿化土壤,合理的秋澆定額在100m~3/畝—133m~3/畝之間;對于中度鹽堿化土壤,合理的秋澆定額在67m~3/畝—100m~3/畝之間;對于輕度鹽堿化土壤,合理的秋澆定額在33m~3/畝—67m~3/畝之間。在合理的秋澆定額范圍內(nèi),小麥在第二年一水灌溉之前幾乎不受鹽分脅迫的影響,最終的相對產(chǎn)量也能達到較高的水平。
【圖文】：

列連續(xù)模擬的作物模型。而若單獨應(yīng)用用于凍融AW）則只能探究秋澆制度對土壤狀態(tài)的影響，，而影響。達到本文的最終研究目的，將對主流作物模型（SSHAW）進行耦合，將 SHAW 模型中用于凍土水模型中，使耦合后的 SWAP-SHAW 模型既能對作物下的土壤水熱鹽運移進行模擬。WAP-SHAW 耦合模型對凍融土壤水熱鹽運移的模凍土實驗對 SWAP-SHAW 耦合模型進行驗證。同三參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)（Hydra Probe）進行土壤含水率儀器測量數(shù)據(jù)對模型進行進一步驗證。 SWAP-SHAW 耦合模型對河套灌區(qū)的秋澆制度進土壤，給出合理的秋澆制度范圍。路線圖如圖 1.1 所示。

第2章 研究區(qū)域與田間觀測域概況置地處于內(nèi)蒙古自治區(qū)西部的巴彥淖爾市境內(nèi)，是全國重要005 年水資源綜合規(guī)劃報告顯示，河套灌區(qū)東西向 250 公里積為 1679.31 萬畝，設(shè)計灌溉面積為 1100 萬畝，實際灌溉面田 787 萬畝，林草 74 萬畝。灌區(qū)以位于巴彥淖爾市磴口縣盛公攔河樞紐控制引水，以位于烏拉特前旗的烏梁素海為180 公里，共有干渠 13 條，總排干溝 220 公里，共有 10 條烏蘭布和、解放閘、永濟、義長、烏拉特 5 個灌域[31]。河.1 所示。
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S274

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本文編號：2710894