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盐碱地水盐运移理论及模型研究进展

杜学军 闫彬伟 许可 汪顺义 高子登 任雪芹 胡树文 郧文聚

杜学军, 闫彬伟, 许 可, 汪顺义, 高子登, 任雪芹, 胡树文, 郧文聚. 盐碱地水盐运移理论及模型研究进展[J]. 土壤通报, 2021, 52(3): 713 − 721 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020052002
引用本文: 杜学军, 闫彬伟, 许 可, 汪顺义, 高子登, 任雪芹, 胡树文, 郧文聚. 盐碱地水盐运移理论及模型研究进展[J]. 土壤通报, 2021, 52(3): 713 − 721 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020052002
DU Xue-jun, YAN Bin-wei, XU Ke, WANG Shun-yi, GAO Zi-deng, REN Xue-qin, HU Shu-wen, YUN Wen-ju. Research Progress on Water-salt Transport Theories and Models in Saline-alkali Soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(3): 713 − 721 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020052002
Citation: DU Xue-jun, YAN Bin-wei, XU Ke, WANG Shun-yi, GAO Zi-deng, REN Xue-qin, HU Shu-wen, YUN Wen-ju. Research Progress on Water-salt Transport Theories and Models in Saline-alkali Soil[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(3): 713 − 721 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020052002

盐碱地水盐运移理论及模型研究进展

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020052002
基金项目: 国家重点研发计划(2016YFC0501205, 2016YFC0501208, 2017YFD0200706)和国家自然基金(21775163)资助
详细信息
    作者简介:

    杜学军(1992−),男,河北石家庄人,在读博士研究生,主要从事盐碱地生态修复。E-mail: duxuejun19@163.com

    通讯作者:

    E-mail: shuwenhu@cau.edu.cn

  • 中图分类号: S156

Research Progress on Water-salt Transport Theories and Models in Saline-alkali Soil

  • 摘要: 我国盐碱地分布广泛,总面积达3600万hm2,土壤盐渍化问题已经成为制约农业可持续发展的重要因素之一。盐碱地治理和改良的关键在于探究土壤水盐运移规律,而水盐模型是模拟和预测农田土壤水盐动态变化最为有效的途径。目前围绕土壤水盐运移的基本理论及模型应用的研究已取得长足的进步,包括水盐运移机理研究及其影响因素和数值模型研究,对其全面分析有助于厘清当前盐碱地水盐运移研究现状,为我国盐碱地改良研究提供借鉴。本文从水盐运移理论机理、影响因素及模型应用等角度进行综述,重点分析了几种常用水盐模型的优缺点及应用效果,并指出未来水盐模型研究应更好地结合GIS技术进行区域/流域尺度上展开。
  • 表  1  几种水盐运移模型比较

    Table  1.   Comparison of several water-salt transport models

    模型
    Model
    类型
    Type
    尺度
    Scale
    优点
    Advantage
    缺点
    Disadvantage
    效果
    Effect
    参考文献
    Reference
    CDE 确定型 点位 模型中的参数、变量及边界条件均是确定的 只考虑对流和弥散作用,并未考虑任何物理化学作用 52
    HYDRUS 物理 点位 可灵活处理各类水流边界 在田间尺度土壤空间变异性强,该模型边界条件复杂,精确度不够,多为土柱模拟研究 能够较好地模拟水盐在土壤中的分布和随时间变化的趋势,可以用于模拟灌区农田水盐运移规律 53
    SWAP 物理 田间 可同时考虑饱和带和非饱和带,且考虑作物吸收 由于土壤存在空间差异,田间尺度模拟难以反映整个区域水盐动态 能够模拟旱田水盐动态变化并指导农民进行科学灌溉,防止土壤发生盐渍化 54
    GSWAP 物理 区域 利用GIS的数据分析与处理功能,可高效地进行模拟 所需地理数据较多,收集
    困难
    可高效地进行区域农田水盐动态模拟,实现数据输入输出、可视化显示与空间分析 55
    DrainMod-S 确定型 田间 简化了水盐平衡计算方法 盐分平衡计算过程中,未专门考虑作物对浅层地下水利用时造成的盐分累积 用于计算农田盐分输出及土壤盐分累计过程,并可根据降水和蒸发调整灌溉水量 56
    BP神经网络 随机型 区域 3层BP神经网络操作简单,预测精度高 模型需要大量样品和数据来验证和率定,否则偏差较大 能够很好地定量描述土壤水盐动态变化与其影响因子之间的响应关系 57
    SaltMod 宏观水文盐渍化 区域 以季度为时间步长,所需参数少,数据获取方便 灌溉水矿化度只能设定一个值,在模拟研究不同水质灌溉方面存在不足 可以预测长期土壤水盐动态,指导田间灌排措施 58
    SahysMod 宏观水文盐渍化 区域 结合了SaltMod和SGMP模型,以季度为时间步长,所需参数少,数据获取方便 灌溉水矿化度只能设定一个值,在模拟研究不同水质灌溉方面存在不足 准确预测土壤水盐和地下水动态变化,推导当地农田管理措施 59-60
    SWAT 宏观水文盐渍化 流域 可模拟分水岭系统中每个主要水文路径的八大盐离子的动态过程 无法模拟基于物理的空间分布地下水流和溶质运移,因此地下水盐分向溪流的趋势不准确 评估流域的基线盐度条件,并探索减少流域盐碱化的土地和水管理方案 61
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-20
  • 修回日期:  2021-01-21
  • 刊出日期:  2021-06-04

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