本书以内蒙古河套灌区为背景，分析了微咸水灌溉条件下作物生长性状及土壤水盐环境的动态变化，研究了区域土壤水盐的空间结构性，构建了考虑区域变异的SWAPMODFLOW耦合模型，并预测了中、长期微咸水灌溉条件下的区域环境，提出了微咸水与淡水综合利用的灌溉模式。全书共8章，主要内容包括：微咸水灌溉研究背景及意义；研究区概况与试验设计；微咸水灌溉对作物及生长环境影响的试验研究；MODFLOW模型的构建与考虑区域变异的非饱和水盐运移模型系统的构建；微咸水灌溉条件下土壤水盐动态、地下水环境变化规律模拟；区域非饱和水盐运移与地下水、溶质运动耦合模型的构建及预测；微咸水与淡水综合利用灌溉模式的研究等。
样章试读
目录
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前言
第1章 引言 1
1.1 微咸水灌溉研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状分析 3
1.2.1 微咸水灌溉概况 3
1.2.2 微咸水灌溉适应性的研究进展 3
1.2.3 咸水灌溉技术与利用方式的研究 4
1.2.4 咸水灌溉对作物产量、品质的影响研究 6
1.2.5 咸水灌溉对作物生长环境影响的研究 7
1.2.6 地质统计学在土壤水盐研究方面的应用研究 9
1.3 研究思路与内容 11
第2章 研究区概况与试验设计 13
2.1 研究区地理位置 13
2.2 研究区气象及水文地质条件 13
2.3 研究区土壤特征参数 16
2.3.1 土壤水分特征曲线测定 17
2.3.2 土壤水平扩散率的测定 18
2.3.3 土壤质地的测定 19
2.4 试验设计方案 20
2.4.1 粮油作物灌溉方案 20
2.4.2 经济作物灌溉方案 23
2.5 地下水观测井布置 24
第3章 微咸水灌溉对作物及生长环境影响的试验研究 25
3.1 盐分对作物生长的影响 25
3.1.1 微咸水灌溉模式下粮油作物的生长特性分析 25
3.1.2 微咸水灌溉模式下枸杞生长特性分析 28
3.2 盐分对干物质累积的影响 33
3.2.1 微咸水灌溉模式对粮油作物干物质累积的影响 33
3.2.2 微咸水灌溉模式对枸杞生长量的影响 35
3.3 盐分对产量的影响 39
3.3.1 微咸水灌溉模式对粮油作物产量的影响 39
3.3.2 微咸水灌溉模式对枸杞产量的影响 41
3.4 作物生育期土壤水盐动态 45
3.4.1 小麦试验田土壤水盐动态 45
3.4.2 葵花试验田土壤水盐动态 50
3.4.3 玉米试验田土壤水盐动态 55
3.4.4 枸杞试验田土壤水盐动态 58
3.5 小结 90
第4章 MODFLOW模型与考虑区域变异的SWAP模型的构建 91
4.1 地下水流数值模型的初始参数 91
4.1.1 计算网格剖分 91
4.1.2 研究区边界条件的分析确定 94
4.1.3 初始条件及源汇项的确定 107
4.1.4 初始水文地质参数 110
4.2 地下水流数值模型参数的率定 114
4.3 地下水流数值模型的检验 118
4.4 溶质运移模型的初始参数 122
4.4.1 边界条件及汇源项的确定 122
4.4.2 观测井 125
4.4.3 初始参数 125
4.5 溶质运移模型参数的率定 125
4.6 溶质运移模型参数的检验 129
4.7 区域水盐信息的统计分析 131
4.7.1 区域水盐信息采样设计 131
4.7.2 垂直观测点采样数据统计分析 132
4.7.3 研究区土壤水盐采样数据统计分析 133
4.7.4 试验田土壤水盐采样数据统计分析 134
4.8 研究区水盐信息的空间结构性 135
4.8.1 土壤水盐信息空间结构性 136
4.8.2 土壤水盐、容重在垂直方向上空间结构性及分析 140
4.9 研究区的空间变异性分区 145
4.9.1 研究区土壤水盐变差函数模型 146
4.9.2 模型的检验 147
4.9.3 研究区土壤水盐空间变异分区 154
4.10 SWAP模型的参数 159
4.10.1 土壤水流模型 160
4.10.2 输入资料 160
4.10.3 空间单元剖分 160
4.10.4 初始条件及边界条件的确定 160
4.10.5 土壤水分初始参数 161
4.10.6 模型的识别 162
4.11 不同区域土壤水溶质运移模型的识别 168
4.11.1 溶质运移方程 168
4.11.2 模型识别 168
4.12 作物模型的识别 173
4.12.1 作物性态 174
4.12.2 模型的识别 175
4.12.3 一维垂直非饱和水盐运移模型系统的构建 175
4.13 小结 177
第5章 微咸水灌溉条件下土壤水盐动态、地下水环境变化规律模拟 179
5.1 基于SWAP模型模拟的微咸水灌溉条件下土壤水盐动态的研究 179
5.1.1 正常灌溉定额下土壤水盐动态模拟 179
5.1.2 淋洗灌溉定额下土壤水盐动态模拟 189
5.2 微咸水灌溉的土壤盐分累积预测 197
5.2.1 土壤盐分累积预测方案的选择 198
5.2.2 土壤盐分累积预测 198
5.3 基于MODFLOW模型的微咸水灌溉条件下地下水环境模拟 200
5.3.1 平均年法 200
5.3.2 考虑时间序列的预测 217
5.3.3 两种预测方法模拟结果对比 229
5.4 小结 230
第6章 SWAP-MODFLOW耦合模型的构建及预测 232
6.1 模型耦合的思路 232
6.2 耦合模型的构建 233
6.2.1 数学模型 233
6.2.2 模型算法 234
6.3 耦合模型的检验 235
6.3.1 耦合模型的第一层次检验 235
6.3.2 耦合模型的第二层次检验 243
6.4 中、长期微咸水灌溉条件下区域水土环境预测 251
6.4.1 预测方法及预测水平的确定 251
6.4.2 中期微咸水灌溉条件下区域环境预测 252
6.4.3 长期微咸水灌溉条件下区域环境预测 258
第7章 微咸水与淡水综合利用灌溉模式的研究 267
7.1 微咸水和淡水综合利用灌溉模式的田间试验研究 267
7.1.1 土壤水盐的运移规律 267
7.1.2 作物的生长和产量变化 272
7.2 微咸水和淡水综合利用灌溉模式的数值模拟研究 273
7.2.1 灌溉模式的方案设置 273
7.2.2 不同轮灌方案的数值模拟 275
第8章 总结与展望 286
8.1 总结 286
8.1.1 基于耦合模型的微咸水灌溉水土环境效应预测研究 286
8.1.2 内蒙古河套灌区微咸水综合利用灌溉模式的研究 289
8.2 展望 290
参考文献 292
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