基于多尺度动力学模型的干旱区组合排水系统排水排盐效率数值模拟

文献类型： 中文期刊

第一作者： 卢玉兰

作者： 卢玉兰;钱颖志;何帅;朱倩倩;杨威;朱焱;黄介生

作者机构：

关键词： 盐碱地;明沟;暗管;组合排盐;数值模拟

期刊名称： 农业资源与环境学报

ISSN： 2095-6819

年卷期： 2024 年 41 卷 006 期

页码： 1508-1520

摘要： 为明确干旱区盐碱地“明沟+暗管”组合排水工程适宜参数，以满足节水、控盐、机耕等多种需求，本研究构建了基于多尺度动力学模型的组合排水工程参数优化方法，并以新疆生产建设兵团二十七团的试验区为例，在现有明沟排水工程基础上，考虑不同暗管间距（10～100 m）、暗管埋深（1.0～2.0 m）和冬灌淋洗定额（150～360 mm），设计了共990种情景，模拟了各情景下组合排水系统的排水排盐效率，明确了排水排盐量、地下水埋深与各变量的定量关系，并遴选了适宜的暗管布局参数和配套淋洗定额。结果表明：组合排水系统及暗管的排盐量随暗管间距增大而线性减小，明沟的排盐量随暗管间距增大而线性增加。系统中优先排水路径为深度较大的排水工程，当暗管埋深增大到1.8 m后，暗管占据排水的主导地位，生育期及冬灌期暗管排水量分别占比99.5%和83.0%以上，为更好地发挥组合排水作用，应使暗管埋深与明沟的沟深相近。明沟只能控制其布置路径附近较小区域的地下水埋深至其沟深，需布设暗管才能很好地控制田间地下水位。暗管间距越小，对地下水位的控制能力越强，但小于20 m的暗管间距是过密、没有必要的。组合排水系统的排水排盐量随淋洗定额增大而线性增大。小淋洗定额下，当暗管埋深大于沟深且间距较小时，明沟无法起到排水排盐作用，如暗管间距20 m、暗管埋深1.8 m，且淋洗定额不大于240 mm时，明沟排盐量占系统总排盐量不足1%。基于上述结果，综合考虑干旱区节水、控盐、保墒需求，组合排水条件下研究区适宜的冬灌淋洗定额为300 mm，此时适宜暗管间距和埋深分别为60 m和2.0 m。

分类号： S156.4%S276

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