绿洲农田水盐动态及排水工程设计计算方法研究

新疆属典型大陆干旱气候，是中国最重要的优质高产棉区。新疆棉花膜下滴灌技术的大面积推广应用导致的“只灌不排”现象，给绿洲农田土壤质量留下隐患，微咸水资源化利用对土壤的危害等问题，这一系列问题的产生，使发展农业高效用水、加强绿洲农田水盐动态研究及工程措施（如工程排水等）和农业措施等防治土壤盐渍化技术研究势在必行。

该研究以土壤水为核心，将地表水、地下水、生物耗水和水利工程措施、农艺措施（作物秸秆覆盖）、管理措施等因素联系起来。通过分析秸秆覆盖和膜下滴灌土壤水盐累积特征，提出防治土壤盐碱化的农艺技术和降低干旱区土壤盐碱的农田排水工程技术。这些技术为保护新疆绿洲的生态环境、维护绿洲的可持续发展、合理分配和使用水资源以及盐碱地改良利用技术在新疆干旱灌溉农业区乃至北方盐碱地、低产田地区的推广应用有着十分广阔的发展前景和巨大的市场。

创新点：

1. 针对VanGenucthen方程含有较多的参数而给模拟带来一定困难的问题，通过大量的试验资料分析给出了应用阻尼最小二乘法求解VanGenucthen方程参数的数学方法，提出了将试验模型、理论模型与反演模型进行综合分析确定土壤水分运动参数的方法。

2. 揭示了干旱区膜下滴灌棉田土壤盐分随着滴灌年限（1998-2009）的增长逐年累积现象，提出了采取合理的排水措施，使盐分能够有“出路”，从而使棉田膜下滴灌能够可持续发展，并为干旱区人工绿洲农田盐渍化防治技术的研究提供了理论依据。

3. 提出的利用农作物秸秆作为隔层以阻止土壤潜水蒸发治理盐碱地的措施具有科学性和实用性，尤其是地表以下不同深度处埋设秸秆，则可以破坏土壤毛细管的连续性。这不仅为秸秆资源综合利用开辟了新的途径，而且可以有效地改良土壤盐碱，保持灌区农田土壤根层和耕地面积不积盐，保证灌区农业的可持续发展。

4. 针对干旱区突出的潜水蒸发与地下水、土壤水盐、排水之间的变化关系，提出了考虑作物蒸腾蒸发呈非线性规律地下水非稳定流运动的排水沟（管）间距计算公式和农田排水工程设计方法，并在工程中得到了良好的应用，为干旱地区农田灌排系统的合理布置提供技术支撑。

项目累计发表论文27篇，出版相关专著3部，培养硕士研究生15人，博士1人。于2006年7月和2010年5月分别通过国家自然科学基金委员会的验收，2010年8月11日通过新疆维吾尔自治区科学技术厅组织的成果鉴定。该项目研究工作难度大，社会经济效益和应用价值很大，属国内首创，总体达到国内先进水平，在土壤水分运动参数计算和排水工程设计方法上处于国内领先水平。

根据该课题室内外试验方法、设计理念、实验设计等方面分析得出，利用农作物秸秆作为隔层铺设在不同位置以阻止土壤潜水蒸发治理盐碱地的设想具有科学性和实用性。提出的排水沟（管）间距计算公式和农田排水工程设计方法在项目区部分工程中的应用，对类似地区农田盐分积累过程与防治土壤盐渍化等方面具有推广应用价值。

新疆属典型大陆干旱气候，是中国最重要的优质高产棉区，新疆棉花膜下滴灌技术的大面积推广应用导致的“只灌不排”现象给绿洲农田土壤质量留下隐患、微咸水资源化利用对土壤的危害等等，这一系列问题的产生使发展农业高效用水、加强绿洲农田水盐动态研究及工程措施(如工程排水等)和农业措施等防治土壤盐渍化技术研究势在必行。该研究以土壤水为核心，将地表水、地下水、生物耗水和水利工程措施、农艺措施(作物秸秆覆盖)、管理措施等因素联系起来，通过分析秸秆覆盖和膜下滴灌土壤水盐累积特征，提出防治土壤盐碱化的农艺技术和降低干旱区土壤盐碱的农田排水工程技术，为保护新疆绿洲的生态环境、维护绿洲的可持续发展、合理分配和使用水资源以及盐碱地改良利用技术在新疆干旱灌溉农业区乃至北方盐碱地、低产田地区的推广应用有着十分广阔的发展前景和巨大的市场。创新点(1)针对VanGenucthen方程含有较多的参数而给模拟带来一定困难的问题，通过大量的试验资料分析给出了应用阻尼最小二乘法求解VanGenucthen方程参数的数学方法，提出了将试验模型、理论模型与反演模型进行综合分析确定土壤水分运动参数的方法。(2)揭示了干旱区膜下滴灌棉田土壤盐分随着滴灌年限(1998-2009)的增长逐年累积现象，提出了采取合理的排水措施，使盐分能够有“出路”，从而使棉田膜下滴灌能够可持续发展，并为干旱区人工绿洲农田盐渍化防治技术的研究提供了理论依据。(3)提出的利用农作物秸秆作为隔层以阻止土壤潜水蒸发治理盐碱地的措施具有科学性和实用性，尤其是地表以下不同深度处埋设秸杆，则可以破坏土壤毛细管的连续性。这不仅为秸秆资源综合利用开辟了新的途径，而且可以有效地改良土壤盐碱，保持灌区农田土壤根层和耕地面积不积盐，保证灌区农业的可持续发展。(4)针对干旱区突出的潜水蒸发与地下水、土壤水盐、排水之间的变化关系，提出了考虑作物蒸腾蒸发呈非线性规律地下水非稳定流运动的排水沟(管)间距计算公式和农田排水工程设计方法，并在工程中得到了良好的应用，为干旱地区农田灌排系统的合理布置提供技术支撑。项目累计发表论文27篇。出版相关专著3部，培养硕士研究生15人，博士1人。于2006年7月和2010年5月分别通过国家自然科学基金委员会的验收，2010年8月11日通过新疆维吾尔自治区科学技术厅组织的成果鉴定，该项目研究工作难度大，社会经济效益和应用价值很大，属国内首创，总体达到国内先进水平，在土壤水分运动参数计算和排水工程设计方法上处于国内领先水平。根据该课题室内外试验方法、设计理念、实验设计等方面分析得出，利用农作物秸秆作为隔层铺设在不同位置以阻止土壤潜水蒸发治理盐碱地的设想具有科学性和实用性，提出的排水沟(管)间距计算公式和农田排水工程设计方法在项目区部分工程中的应用，对类似地区农田盐分积累过程与防治土壤盐渍化等方面具有推广应用价值。