內(nèi)蒙孿井灌區(qū)土壤水分運移及地下水氫氧穩(wěn)定同位素特征研究.pdf

1、本論文是在國家自然科學基金項目《引黃灌溉對干旱區(qū)深埋潛水的補給及環(huán)境效益》研究基礎上完成的。內(nèi)蒙古是我國干旱區(qū)主要分布地之一，在干旱區(qū)沒有灌溉就沒有農(nóng)業(yè)，而研究區(qū)孿井灘位于及其干旱的沙漠邊緣，該區(qū)蒸發(fā)量極大，降水極少，水資源嚴重短缺，因此要想發(fā)展農(nóng)業(yè)必須依靠灌溉。 本文在查閱和總結大量的中外文獻與資料的基礎上，通過室內(nèi)外試驗和理論分析計算對孿井灌區(qū)進行包氣帶水分運移研究及地下水補給機制研究： 首先，在灌區(qū)主要觀測井內(nèi)安裝

2、水位自動觀測儀對灌區(qū)內(nèi)地下水進行實時觀測，以得到地下水位變化的最直觀數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)表明：灌區(qū)內(nèi)地下水位在逐漸升高。 其次，取灌區(qū)內(nèi)地下水水樣，進行氫氧穩(wěn)定同位素測定分析，從環(huán)境同位素角度對地下水的補給機制進行分析，結果表明：1)灌區(qū)內(nèi)地下水氫氧穩(wěn)定同位素總體特征一致，表明其起源一致，主要接受灌溉水和降雨補給。2)同一氣候條件下，地下水中氫氧同位素特征存在空間變化特征，其在地下水淺埋區(qū)域顯現(xiàn)出明顯的同位素富集，其原因是在同一氣候條件下

3、淺埋區(qū)地下水受到的蒸發(fā)要比深埋地下水受到的蒸發(fā)強。3)地下水中的氫氧同位素特征存在季節(jié)變化特征，其在冬季氘富集、<'18>O貧化，而夏季顯現(xiàn)出氘貧化、<'18>O富集。4)結合氚豐度值以及灌區(qū)內(nèi)主要觀測井水位埋深變化特征表明地下水中主要是早期形成的固地下水而灌溉水及現(xiàn)代降雨在地下水中很少。 最后，用WHI Unsat2.2中的VS2DT軟件以及中子儀現(xiàn)場觀測的方法對灌溉后包氣帶土壤水分運移進行模擬和現(xiàn)場觀測，分別對種植玉米和油葵

4、的坑1和坑3進行研究，結果表明：1)由于都經(jīng)過一個冬天的裸地蒸發(fā)，春灌前土壤含水率都很低，因此，春灌后包氣帶水分運移較慢，所以春灌后灌溉水滲漏量很少。2)經(jīng)過作物生長期的數(shù)次灌水之后，使得土壤含水率較春灌前要高很多，因此玉米的五水和油葵的三水都是形成滲漏的主要因素，同時由于玉米需要灌水5次特別后3次每次灌水間隔較短為15天，而油葵灌水為3次，每次灌水間隔時間較長，因此種植玉米要比種植油葵所形成的灌溉水滲漏量要大。3)坑1和坑3都為雙層地