本文關鍵詞： 淺埋地下水 農田水轉化 地下水補給 作物生長 非充分灌溉 灌區(qū)空間分布　出處：《中國農業(yè)大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：地下水淺埋區(qū)農田及灌區(qū)水轉化過程復雜,地下水對農田耗水的貢獻進而影響水分生產力的形成過程。本文以定量研究地下水淺埋區(qū)非充分灌溉對農田水轉化規(guī)律及作物生長過程的影響為主線,通過田間試驗及構建模型,揭示不同灌水量、地下水埋深及地下水礦化度對農田水轉化、作物生長及耗水的影響,并針對灌區(qū)尺度上的水文過程進行了分析研究。主要研究內容和結果如下:1.開展了 2013年和2014年的玉米非充分灌溉試驗,并基于定位通量法和水量平衡定量得到土壤水平衡各參量。結果表明,整個生育期的作物耗水量并沒有因為灌水量的減少而劇烈下降,當灌水量減少的時候,地下水對作物的補給反而增大。因此灌水量的減少對地下水的向上補給量有促進作用。地下水補給對作物耗水貢獻隨輸入水量的減小呈線性遞增,灌水量最小時,地下水補給占作物耗水達到15%。作物水分生產力各處理間無明顯差異,而灌溉水分生產力隨著灌水量的減小明顯增大。2.考慮隨實際根系生長而變化的根區(qū)水鹽轉化、地下水與土壤水交換等過程的基礎上,耦合了土壤水鹽運移與作物生長過程等模塊,構建了農田水分生產力模型AWPM-SG。該模型不僅考慮了實際根區(qū)水鹽狀態(tài)及其對土壤水鹽過程、作物生長的影響還結合了動力學過程進行分析。并采用2007、2008年臨河的玉米蒸滲儀控制性試驗數(shù)據(jù)和2016年份子地試驗田的田間觀測數(shù)據(jù)分別進行了模型率定和驗證。結果表明,模型能較好地模擬地下水淺埋區(qū)的土壤水鹽運移及作物生長過程。3.在模型率定驗證基礎上,模擬分析了各水文要素對不同灌水量、地下水埋深和地下水礦化度的響應規(guī)律。同一灌水量情況下,地下水補給貢獻作物耗水的比例及產量均隨地下水埋深增大而減小。當?shù)叵滤裆畲笥?m時,土壤水向下滲漏大于被補給,地下水補給對作物生長可以忽略。同一灌水量情況下,玉米水分生產力(WP)隨著地下水埋深的增大呈負相關的拋物線關系。同一埋深條件下,WP隨灌水量減小先增大后減小。同一礦化度情況下,地下水埋深越小,土壤根區(qū)含鹽量越大,玉米生長受抑制越嚴重。同一地下水埋深條件下,地下水礦化度越大,產量減小小于耗水量減小,因此玉米水分生產力隨地下水礦化度的增大而略有增大,而灌溉水分生產力隨地下水礦化度的增大而逐漸減小。地下水埋深為1.5m時,地下水礦化度為4.0g/L相比于地下水礦化度為1.0g/L時,玉米水分生產力增大0.01kg/m3,灌溉水分生產力減小0.1kg/m3。4.研究區(qū)兩年的地下水埋深在0.4-4.24m之間分布,2013年的平均地下水埋深為2.03m,比2012年大20cm。地下水向上補給量(F)的空間分布與地下水埋深有著直接關系,西部烏拉河分區(qū)的F最大,2013年可達90mm以上,東部清惠、黃濟東北部F較小,出現(xiàn)負值。作物相對產量與作物耗水的空間分布一致,受鹽分分布影響顯著�？臻g水分生產力分布與地下水埋深分布呈輕微的負相關拋物線關系。由于2012年降雨量較大且集中,所以田間灌溉水有效利用系數(shù)比2013年相對較低。
[Abstract]:The transformation process of farmland irrigation water and shallow groundwater complex, groundwater water consumption on farmland contribution and thus influence the formation process of water productivity. Based on the quantitative study of shallow groundwater area irrigation effect on farmland water transformation and crop growth process as the main line, through field test and model construction, reveal the different irrigation. Groundwater depth and groundwater mineralization degree of farmland water transformation, growth and water consumption of crops, and analyzed the hydrological process of irrigation district scale. The main research contents and results are as follows: 1. in 2013 and 2014 corn non sufficient irrigation experiment, and soil water balance parameters by flux method and positioning based on the water balance quantitatively. The results showed that the whole growth period of crop water consumption and not because of the reduction of irrigation and sharply decreased when irrigation, reducing the amount of land The water supply of crops increases. Therefore the amount of irrigation to reduce groundwater recharge of groundwater recharge on crop water consumption contribution with decreasing water input linearly, the irrigation amount of groundwater recharge accounted for most hours, no significant difference between the crop water consumption reached 15%. crop water productivity among different treatments while irrigation water productivity decreased with irrigation amount increased significantly.2. considering the root zone water and salt with the actual root growth and changes in the foundation, groundwater and soil water exchange process, the movement of water and salt in soil and crop growth process module coupling, constructs the AWPM-SG. model of the agricultural water productivity model considers not only the water the actual state of the salt in root zone and its process of water and salt in soil, crop growth with the dynamic process were analyzed. And the 20072008 years of the corn Linhe lysimeter control The field observation data of test data in 2016 and part of the test field of model calibration and verification. The results show that the model can simulate the shallow groundwater soil water and salt transport and crop growth process in.3. model was verified based on the simulation analysis of the hydrological factors on different irrigation. Response of groundwater depth and mineralization. The same irrigation condition, the proportion and yield of groundwater recharge with crop water consumption increased with the depth of groundwater increases. When groundwater depth is greater than 3m, soil water downward leakage is greater than the supply of groundwater recharge, the same crop growth can be ignored. Irrigation conditions, water productivity of Maize (WP) with the increase of groundwater depth is parabola negative correlation. The same depth under the condition of WP decreased with increasing irrigation increases first and then decreases. The same salinity. Under the condition, the groundwater depth is small, the root zone soil salinity increasing, maize growth was restrained more seriously. The same groundwater table, groundwater mineralization degree is bigger, the yield decreased less than water consumption is reduced, so the water productivity of maize increased with the degree of groundwater salinity and slightly increased, and the irrigation water the productivity increases with the degree of groundwater salinity decreases. The groundwater depth is 1.5m, the salinity of groundwater is 4.0g/L compared to the groundwater salinity is 1.0g/L, maize 0.01kg/m3 increased, irrigation water productivity decreased for two years 0.1kg/ m3.4. study area groundwater depth between 0.4-4.24m distribution, the average groundwater depth of 2.03m in 2013 in 2012, 20cm. than to groundwater recharge (F) and the spatial distribution of groundwater depth has a direct relationship, Western ural partition of F, in 2013 reached more than 90mm, the Eastern Qing Huang Ji Hui, northeast of F is small, negative. The spatial distribution of favorable crop yield and crop water consumption, the salinity distribution was significant. The space distribution of water productivity and groundwater depth distribution is negatively related to parabolic relationship. Due to slight rainfall in 2012 is large and concentrated, so the effective utilization coefficient of irrigation water than in 2013 low.

【學位授予單位】：中國農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S27

【參考文獻】

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本文編號：1473497