摘要: 我国西北地区光热条件充足，但大片宜耕土地因缺水而长期荒芜，为改善区域农业环境，促进经济发展，国家修建了大量的调水灌溉工程。由于长期进行大规模人工提灌，区域水文循环的规律以及土壤水盐分异过程不断发生改变，区域内的水盐时空变化和分布特... 展开 我国西北地区光热条件充足，但大片宜耕土地因缺水而长期荒芜，为改善区域农业环境，促进经济发展，国家修建了大量的调水灌溉工程。由于长期进行大规模人工提灌，区域水文循环的规律以及土壤水盐分异过程不断发生改变，区域内的水盐时空变化和分布特征也随之改变。干旱区高蒸发低降雨的气候条件加之大量的引水灌溉造成地下水位不断提升，促使土壤深层的水分携盐分向土壤上层输移，水分不断蒸发逸散，盐分则留存于土壤表层，造成土壤壤质恶化，最终出现大面积的盐渍土，极大地破坏了当地土地资源和生态环境。 本研究选取景电灌区中的封闭型单元为研究区，通过空间插值得出区域内水盐特征值时空变化，运用点位对照与相关性分析确定区域土壤全盐量变化主导因素。明晰土壤盐渍化进程与地下水变化之间的数学关系，建立区域地下水模型预测地下水埋深变化，两者结合得出灌区多年后土壤盐渍化分布情况。通过开展封闭型单元水盐分异对地下水动态变化的响应研究，有利于制订合理的灌溉制度、发展科学灌溉方式和适宜的种植结构、保护灌区生态环境，可为实现区域生态、农业、经济和谐高效发展提供参考依据。 论文主要研究工作及结论如下： （1）明晰区域水盐时空分布特征。基于景电灌区封闭型单元的长序列监测资料，选取土壤全盐量、地下水埋深、地下水矿化度和地表灌溉水量四个水盐要素，运用Surfer软件进行空间插值，分析得出了四个因素的时空分布特征。研究区土壤全盐量由西南部至东北部逐渐增高，地下水矿化度由西向东不断升高，地下水埋深由西向东不断减小，地表灌溉水量沿各支渠成条带状向两侧扩散，地表灌溉水大多集中在西南部地区和西北部地区。 （2）土壤全盐量预测方法研究。通过点位对照，提取出每个点位上四个因素的空间插值结果，对各因素进行相关性分析，对各个点位土壤全盐量和地下水埋深进行非线性回归分析，土壤全盐量与地下水埋深显著负相关，区域土壤全盐量变化的主导因素为地下水埋深，灌区土壤全盐量增长速率与地下水埋深呈对数负相关。根据间隔时间不同可分为5年、10年和15年共三个关系式，可根据关系式对土壤全盐量进行预测。 （3）地下水数值模型研究。利用VisualMODFLOW软件建立灌区地下水三维非稳定流模型。将灌区多年平均气候作为气候变化输入项，将耕地分布及灌溉制度作为人类活动变化输入项，对未来地下水埋深进行预测。结果表明：研究区出现地下水溢出的情况，2026年西北部部分区域和东北部小部分区域地下水溢出地表形成沼泽；2031年沼泽区域不断增大，同时在东南部边缘也出现了小区域沼泽。总体来看，整个研究区在2016年至2031年间平均埋深不断减小，并出现了地下水溢出地表的情况；埋深在0~5m的区域不断扩大，到2031年已超过研究区域面积的一半；埋深在25m以上的区域不断减小，至2031年埋深在25m以上的区域已消失不见。 （4）区域盐渍化预测。将地下水埋深与所得关系式结合可得出2026年和2031年封闭性地质单元土壤盐渍化程度分布状况。整体来看，非盐渍土的面积没有发生较大的变化，盐渍化土面积明显减少，中盐土和轻盐土均出现了不同程度的增加，东北部中盐土面积不断向外增大，至2031年几乎占据了整个北部区域。 收起