河套灌区上游地下水埋深与土壤盐分互作效应研究

灌溉排水学报

ｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｅＪｏ　　　　ｇｇ／３卷第４５期　　第３

（）／文章编号：１６７２１７２０１４０４０５１５３３０３０５－－－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

（内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，呼和浩特０１．００１８；１

）鄂尔多斯市东胜区水政水资源局，内蒙古东胜０２．７０００１

＊

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Ｅ非灌溉季节，地下水并探究二者的关系。结果表明，Ｃ的时空分布规律，而灌溉期地下水埋深变浅，平均为１．横向自平均埋深２．２ｍ，３ｍ。区域整体地下水埋深纵向自南向北逐渐变浅，西向东逐渐变浅。区域土壤Ｅ区域中部相对较大的趋势。土壤盐分与地下水埋深满足指Ｃ空间分布呈南低北高，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：Ｓ１５６．４ｏｉ１０．１３５２２．ｃｎｋｉ．ｓ．２０１４．０４０５．０６８１　　　文献标志码：Ａ　　　　　ｄｊｇｇｐ

］（／）：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［灌溉排水学报，Ｊ．２０１４，３３４５３１５９．３１－二者都与地下水埋深有关。严重的土壤盐渍化程度是内　　影响植物生长的主要因素是土壤盐分和水分，

随土壤深度增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，

１］

；耕层土对不同土层深度土壤盐分变化影响较小［加，土壤盐分变化趋势减小；当地下水埋深超过１．５ｍ时，２］

；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壤积盐与地下水矿化度极显著相关［

３］

。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矿化度的时空分布规律［

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（过程，分析地下水埋深、土壤盐分的５—８月）时空变化，为河套灌区地下水控制深度和灌溉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

主村，属干旱、半荒漠草原地带，年均降雨量１４．５ｍｍ，４主要集中要集中在６—８月，年均蒸发量２１ｍｍ左右，３８　在５、翌年３月６月。封冻期约从１１月下旬到翌年４月，开始解冻，大约在４月土壤融通，多年平均冻土深度为１ｍ左右。研究区域共布设了７眼长期地下水观测１．

井，孔深５ｍ，研究区域观测井位置示意图，见图１。每５ｄ观测１次（冬季　　采用皮尺测定地下水埋深，

，雨后和灌水后加测１次。从研究区域灌溉１０ｄ测１次）

，期间（每月中旬在观测井周边对土壤进行分层５—８月）

图１　研究区域及观测井位置示意图

０３２９１４２０＊收稿日期：－－）；）基金项目：“国家自然科学基金项目（十二五”国家科技支撑计划重点项目（１１ＢＡＤ２９Ｂ０３５１３６９０１９２０

：，作者简介：常春龙（主要从事农业水土资源利用与水土环境调控研究工作。Ｅ－ｍ男，硕士研究生，９０ｉｌＣｈａｎ１９９０１１２３＠１２６．ｃｏｍ１９ａ－）ｇ

），，，：，。通讯作者：杨树青（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ａ６６ｉｌｎｍｎｄｓ２６．ｃｏｍ１９Ｅ－ｍ－＠１ｙｑ

３１５

测定方法为：取样，取土深度分别为０～２风干土ＥＣ）０～４０、４０～６０、６０～８０、８０～１００ｃｍ。土壤电导率（０、２

，取２按１∶５土水比配制土壤浸提液，样经磨碎、过１ｍｍ筛后，采用Ｄ３０Ｃ。０ｇＳ７型电导率仪测定ＥＤ－２　结果与分析

２．１　地下水埋深的统计分析

结果见表１。利用ＳＳＳ１３．０统计学软件对区域地下水埋深进行统计分析，Ｐ

表１　区域地下水埋深原始数据统计分析

样本容量８２　

最小值／ｍ４２０．　

最大值／ｍ１．９４　

均值／ｍ１．１９８　

２方差／ｍ

标准差／ｍ０．４３５　

偏度系数０．２１３

峰度系数－０．３７１　

变异系数６３０．３

０．１８９　

］，小于０．为中等变异性；为强称为弱变异性；变异系数（Ｃｖ）Ｃｖ≥１时，１时，１时，１≤Ｃ４０．　　根据文献［ｖ≤

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、偏度系数均接近０，故数据接近正态分布，试验观测数据可靠。２　地下水埋深时空变化动态２．

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

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１—３月，　　从图２可以看出，著减小，加之灌区５月１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０日开始灌溉１水，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个相对较大值，灌水后，由于灌溉水入渗，地下水埋深显著减小，但随着作物生长需水、潜水蒸发等过程进行，地下水埋深逐渐增加，直到下一次灌地下水埋深达到水开始，进入到下一个循环。试验区域８月９日灌溉最后１水，灌溉停止后，９月玉米收获，秋浇前的最大值。１秋浇陆续进行，由于秋浇灌溉水量多且集中，使地下水埋深急剧减小，秋浇灌０月开始，溉后，地下水埋深达到最小值。随着秋浇灌溉水随重力向下运移，地下水埋深又逐渐变深。

［］

根据研究区域地下水位埋深实测数据，利用ｓｒｆｅｒ软件５中克里格插值法绘制作物生育期内区域地下ｕ

水埋深的空间等值线分布图，见图３。

停止灌溉后，作物成熟期到收获期区域地下作物主要生育期内，５月地下水埋深最浅，　　从图３可以看出，

水埋深最深。由于灌区地形为南高北低，灌水和地下水径流流向均为由南到北，作物生育期内区域纵向地下水埋深空间上呈南深北浅的大体格局。区域中８＃观测井以东，有工厂、房屋分布，致使本来就差的排水条件愈加严重，农田不被作物利用的灌溉水无法正常排出，致使地下水埋深始终较浅，作物生育期内区域横向地下水埋深空间上呈东潜西深趋势明显。

３　土壤盐分空间变化动态２．

利用ｓ见图４。ｒｆｅｒ软件中克里格插值法绘制ＥＣ实测数据，Ｃ等值线分布图，ｕ　　根据Ｅ土壤盐分积累严重，地下水埋深较潜，随土壤蒸发强度的增强，土壤Ｅ这是由Ｃ较大，５月，　　由图４可知，

于秋浇灌水量较大，导致地下水埋深较浅，导致翌年灌溉开始前土壤盐分增大。随着灌水的陆续进行，观测３１６

井地下水埋深潜，灌区灌溉基本其周边土壤Ｅ而地下水埋深较深，则对应土壤ＥＣ相对较大，Ｃ较小。８月，土壤盐分积累较轻。土壤Ｅ结束，一直到秋浇前，地下水埋深逐渐增大，蒸发变弱，对应土壤ＥＣ较小，Ｃ空间分布大体呈南低北高的趋势，由于区域中部的４＃、对应土壤Ｅ８＃观测井地下水埋深始终较浅，Ｃ则较高，土壤盐分累积严重。

单位：图３　作物生育期内区域地下水埋深等值线图（ｍ）

２．４　地下水埋深与土壤盐渍化的互作效应

减产严重。分析其原因可能由于试验区排水工程不健１３年作物长势受土壤盐分影响较大，０　　试验区域２全，导致地下水位雍高，在蒸发作用下使土壤盐分增加，不利于作物的生长。所以，有必要分析地下水埋深与土壤盐分的关系。研究区域内７眼地下水位观测井的地下水埋深与井周边土壤剖面平均盐分的关系如图５所示。由图５可知，作物生育期内土壤盐分随地下水埋深增加而减小且趋势明显，二者之间满足指数关系，且相关性较好。

３１７

／图４　观测井周边土壤Ｅ单位：Ｃ等值线图（Ｓｃｍ）μ

３　结　论

）从区域尺度考虑，随着地下水埋深的时空变化规律为：非灌溉季节，地下水埋深较深，平均为２．１２ｍ，夏灌、区域整体地下水埋深纵向自南向北逐渐变浅，秋灌、秋浇进行，地下水埋深变浅，平均为１．横向自３ｍ，西向东逐渐变浅。

）区域土壤Ｅ区域中部相对较大的趋势。作物生育期内，灌水时间段的不同，Ｃ总体分布呈南低北高，２

土壤Ｅ地下水埋深较潜，致使翌年夏灌开始前的５月土壤积盐最重，故Ｃ差异明显。由于秋浇灌水量较大，应在保证秋浇洗盐的同时，尽可能减少秋浇水量。

）土壤盐分与地下水埋深有着紧密的联系，土壤Ｅ二者之间满足指数关Ｃ随地下水埋深增大而减小，３３１８

系，相关性较好。因此，作物生长期区域地下水位的调控是解决研究区土壤次生盐渍化问题的一种有效措施。

图５　地下水埋深与土壤ＥＣ的关系

参考文献：

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ｔｅｒａｃｔｉｏｎＥｆｆｅｃｔｏｆＧｒｏｕｎｄｗａｔｅｒＤｅｔｈａｎｄＳｏｉｌＳａｌｉｎｉｚａｔｉｏｎＩｎ　　　　　　　ｐ

ｉｎｔｈｅＵｅｒｏｆＨｅｔａｏＩｒｒｉａｔｉｏｎＡｒｅａ　　　　　　ｐｐｇ

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，ｉｉｕＹＡＮＧＬＩＦＵ　ＸＤＵＬＣＨＡＮＧｌｏＣｈｕｎｎＳｈｕＵ　Ｄｅｉａｎｉｎｎｎ－－ｑ－ｐ　－ｙ　　ｇ，ｇ，ｇ，

（，，１．ＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎＣｏｌｌｅｅＩｎｎｅｒＭｏｎｏｌｉａＡｒｉｃｕｌｔｕｒｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔ　　　　　　ｙｇｇｇｇｇｙ　　

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