河套灌区上游地下水埋深与土壤盐分互作效应研究

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1、灌溉排水学报２０１４年８月第３３卷第４／５期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１４）０４／０５－０３１５－０５＊河套灌区上游地下水埋深与土壤盐分互作效应研究常春龙１，杨树青１，刘德平１，符鲜１，杜丽云２（１．内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，呼和浩特０１００１８；２．鄂尔多斯市东胜区水政水资源局，内蒙古东胜０１７０００）摘要：为探明河套灌区上游地下水埋深与土壤盐分的互作效应，以磴口县坝楞为研究区，采用田间试验与统计分析，研究作物生育期内地下水埋深与土壤ＥＣ的时空分布规律，并探究二者的关系。结果表明，非灌溉季节，地下水平均埋深２

2、．２ｍ，而灌溉期地下水埋深变浅，平均为１．３ｍ。区域整体地下水埋深纵向自南向北逐渐变浅，横向自西向东逐渐变浅。区域土壤ＥＣ空间分布呈南低北高，区域中部相对较大的趋势。土壤盐分与地下水埋深满足指数关系，相关性较好。合理控制灌区浅层地下水埋深是防治土壤次生盐渍化的有效措施。关键词：土壤盐渍化；地下水埋深；土壤ＥＣ；互作效应中图分类号：Ｓ１５６．４＋１文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１４．０４／０５．０６８常春龙，杨树青，刘德平，等．河套灌区上游地下水埋深与土壤盐分互作效应研究［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１４，３３（４／５）：３１５－３１９．影响植物生长的主要因

3、素是土壤盐分和水分，二者都与地下水埋深有关。严重的土壤盐渍化程度是内蒙古河套灌区农业可持续发展的最大威胁。内蒙古河套灌区，当地下水埋深在０～１．５ｍ时，随土壤深度增［１］加，土壤盐分变化趋势减小；当地下水埋深超过１．５ｍ时，对不同土层深度土壤盐分变化影响较小；耕层土［２］壤积盐与地下水矿化度极显著相关；河套灌区的特定地区浅层地下水埋深的时空分布规律能够定性反映［３］矿化度的时空分布规律。但内蒙古河套灌区区域整体地下水埋深和土壤盐分的时空变化及其二者在时空变化上的关系研究鲜见。为此，选取内蒙古河套灌区整个灌溉（５—８月）过程，分析地下水埋深、土壤盐分的时空变化，为河套灌区地下水控制深度和灌溉

4、制度的制定提供理论依据。１材料与方法研究区域位于内蒙古河套灌区西南部的磴口县补隆村，属干旱、半荒漠草原地带，年均降雨量１４４．５ｍｍ，主要集中在６—８月，年均蒸发量２３８１ｍｍ左右，主要集中在５、６月。封冻期约从１１月下旬到翌年４月，翌年３月开始解冻，大约在４月土壤融通，多年平均冻土深度为１．１ｍ左右。研究区域共布设了７眼长期地下水观测井，孔深５ｍ，研究区域观测井位置示意图，见图１。采用皮尺测定地下水埋深，每５ｄ观测１次（冬季１０ｄ测１次），雨后和灌水后加测１次。从研究区域灌溉期间（５—８月），每月中旬在观测井周边对土壤进行分层图１研究区域及观测井位置示意图＊收稿日期：２０１４－０３－２９

5、基金项目：“十二五”国家科技支撑计划重点项目（２０１１ＢＡＤ２９Ｂ０３）；国家自然科学基金项目（５１３６９０１９）作者简介：常春龙（１９９０－），男，硕士研究生，主要从事农业水土资源利用与水土环境调控研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：Ｃｈａｎｇ１９９０１１２３＠１２６．ｃｏｍ通讯作者：杨树青（１９６６－），女，教授，硕士生导师，主要从事农业水土资源利用与水土环境调控研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｍｎｄｙｓｑ＠１２６．ｃｏｍ３１５取样，取土深度分别为０～２０、２０～４０、４０～６０、６０～８０、８０～１００ｃｍ。土壤电导率（ＥＣ）测定方法为：风干土样经磨碎、过１ｍｍ筛后，取２０ｇ，按１∶５土水比配制土壤浸提液

6、，采用ＤＤＳ－３０７型电导率仪测定ＥＣ。２结果与分析２．１地下水埋深的统计分析利用ＳＰＳＳ１３．０统计学软件对区域地下水埋深进行统计分析，结果见表１。表１区域地下水埋深原始数据统计分析样本容量最小值／ｍ最大值／ｍ均值／ｍ方差／ｍ２标准差／ｍ偏度系数峰度系数变异系数２８０．４２１．９４１．１９８０．１８９０．４３５０．２１３－０．３７１０．３６３根据文献［４］，变异系数（Ｃｖ）小于０．１时，称为弱变异性；０．１≤Ｃｖ≤１时，为中等变异性；Ｃｖ≥１时，为强变异性。从表１可以看出，地下水埋深实测值的方差较小，说明实测值的波动变化较小。地下水埋深的Ｃｖ小于１，为中等偏弱变异。峰度系数、偏度系数均接

7、近０，故数据接近正态分布，试验观测数据可靠。２．２地下水埋深时空变化动态区域横向、纵向地下水埋深在作物生育期内随时间的变化如图２所示。图２作物生育期内区域地下水埋深的动态变化从图２可以看出，１—３月，浅层地下水埋深逐渐增大。从４月开始，随着冻融期的结束，地下水埋深显著减小，加之灌区５月１０日开始灌溉１水，地下水埋深在５月末—６月初期间达到最小值，而后随着灌溉时间推移，地下水埋深开始动态变化：每次灌水前，地下水埋深均达到一