滨海盐碱农田暗管排盐渗流场模拟

• Published in: 中国生态农业学报（中英文） Vol. 31; no. 7; pp. 1110 - 1120
• Main Authors: 李彦鑫, 徐丽, 齐菲, 高会, 于淑会, 付同刚, 刘金铜
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院大学 北京 100049%中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省土壤生态学重点实验室石家庄 050022%河北地质大学 石家庄 050031 2023; 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省土壤生态学重点实验室石家庄 050022
• Subjects: 暗管排水; Subsurface drainage; 水盐运移; Water and salt transport; 渗流场; Coastal saline-alkali land; 模型模拟; 砂槽模型; 滨海盐碱地; Model simulation; Seepage field; Flume model
• ISSN: 2096-6237
• DOI: 10.12357/cjea.20230004

S278; 暗管排水技术是治理滨海盐渍土的有效措施,为制定更为合适的灌排制度,本文以河北省沧州市南大港产业园区近滨海暗管排水排盐试验地为模拟研究对象,通过设置不同地下水埋深和补给水位对滨海农田春夏季不同水位条件进行模拟,使用COMSOL软件对其进行数值模拟,设计室内砂槽物理模型进行对比验证,模拟埋设暗管的滨海盐渍土在变水位条件下的水流迁移过程和盐分运移过程.研究结果表明:1)暗管的排水排盐能力随地下水位升高而增强,水位变化导致水力边界变化,从而影响土体渗流场中的流线走向和水头分布;水力边界条件的改变对土体渗流场影响比水位变化影响更大,地下水位在地面以下时,水位升高 8 cm,渗流速度增加 0.21 m3?d-1,而地下水位由地下升至地表时,渗流速度增加 1.68 m3?d-1.2)增加地下水位与暗管的垂直距离可以有效增快水盐运移速率,减少携带盐分的水流在土体中的停留时间,同时增快暗管排水排盐速率,防止土体返盐,在距离暗管 0.6 m范围内的盐分迁移速度明显加快;地下水位升高 8 cm,含盐水流从补给水箱流向暗管的时间周期缩短 720 min.3)暗管对土体水流的影响范围不随水力边界条件变化,在不同水位条件下,暗管附近 0.6 m范围内水流和盐分的运移特征相似;在距离暗管 0.8 m附近都出现了流线转折,水流由流向地下改为流向暗管.利用砂槽物理模型和COMSOL软件可以很好地模拟暗管排水排盐过程的水盐运移过程,为现有淋洗策略的优化提供更便利的试验方式,为不同质地滨海盐碱地暗管排水排盐路径优化和暗管施工设计布局提供更科学的依据.