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洛惠渠灌区水盐示踪及灌区健康评价

作　者: 杜中
导　师: 李占斌；李鹏
学　校: 西安理工大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 土壤盐碱化毫克当量法同位素示踪生境胁迫灌区健康
分类号: S274
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

洛惠渠灌区是民国年间水利专家李仪祉主持规划修建的“关中八惠”之一,是关中地区重要的粮食生产基地。近年来,随着灌溉面积不断增加,运行年久,灌区灌排设施老化破损,出现了渠道排水不畅、土壤次生盐渍化、地下水位上升、生态环境恶化等问题。论文结合中日合作项目,通过资料收集、现场调查、定点观测、室内分析及数值分析等方法,结合稳定同位素、离子毫克当量法等方法,对灌区水盐运动和健康评价进行研究。论文主要结论如下：(1)利用同位素示踪技术,分析了灌区地下水的补给特征。灌区代表井点在线自记仪记录显示,埋深小于3m的地下水位变化明显,规律差异大。同位素示踪分析结果表明地下水补给源在夏季以降水和灌溉水为主,冬季以灌溉水为主；影响补给的主要因素是地下水埋深,小于3米的井点夏季以降水补给为主,冬季以灌溉水补给为主；抽水导致埋深加深,加速补给,同位素值多为极值。(2)利用毫克当量百分比法,分析了有害盐分在剖面的运移规律。单独以土壤总含盐量(EC)为评价参数,并不能反应各离子在剖面的分布特征。毫克当量百分比法能清楚显示离子在剖面的聚集、运移规律。井水、不同深度土壤、盐霜三者离子毫克当量百分比明显不同,并推算大于1.0-1.4m临界埋深时盐湖土壤离子毫克当量百分比将发生显著变化。(3)利用在线自记数据,分析盐湖水位、电导率、降水三者之间变化规律。盐湖专用102#井在线自记数据显示在降水量大的6月25日到9月10日之间,降雨后地下水埋深变化明显,作用时间短；埋深下降则电导率上升,汛期电导率上升与埋深同时突变,但下降缓慢;非汛期电导率上升滞后与埋深变化。(4)利用稳定碳同位素技术,分析灌区耐盐植物生境胁迫。盐湖耐盐芦苇单株δ13C值从下到上变化规律基本呈U型。盐胁迫导致芦苇矮小,矮小芦苇易被盐湖水间歇性淹没,间歇性水淹胁迫导致植物δ13C值偏负,偏负幅度大于盐胁迫导致的偏正幅度,水淹胁迫破坏光合作用,导致植物更加矮小,生境恶性循环。(5)利用层次分析法,结合模糊评价法对灌区健康进行评价。灌区健康评价兼顾其双重属性(自然属性、社会属性),并从大尺度评价灌区生态安全。洛惠渠灌区健康综合指数是0.62分,属于二级健康状况良,但其值很低,刚脱离三级健康状况中。其中指标“水源保证”即是权重最大的指标,也是健康隶属度低的指标。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-19
  1.1 研究背景  10
  1.2 研究意义  10-12
    1.2.1 灌区农业地位  10-11
    1.2.2 盐碱化危害严重  11
    1.2.3 耕地资源与粮食安全  11
    1.2.4 灌区生态平衡  11-12
  1.3 国内外研究进展  12-17
    1.3.1 稳定同位素研究  12-14
    1.3.2 土壤微观水盐运动研究  14-16
    1.3.3 灌区健康研究  16
    1.3.4 洛惠渠灌区研究进展  16-17
    1.3.5 研究不足与展望  17
  1.4 研究内容与技术路线  17-19
    1.4.1 研究内容  17-18
    1.4.2 技术路线  18-19
2 灌区概况  19-28
  2.1 灌区概述  19
  2.2 自然条件  19-25
    2.2.1 地质地貌  19-21
    2.2.2 土壤类别  21-22
    2.2.3 气象条件  22-23
    2.2.4 植被  23
    2.2.5 水资源  23-24
    2.2.6 灌溉系统  24-25
  2.3 人口与经济  25-28
    2.3.1 作物种植面积  25-26
    2.3.2 作物种植结构  26
    2.3.3 作物产量发展  26-28
3 地下水补给同位素示踪  28-37
  3.1 灌区地下水  28-29
    3.1.1 地下水位与埋深  28-29
    3.1.2 地下水埋深变化  29
  3.2 灌区同位素特征  29-31
    3.2.1 同位素监测  29-30
    3.2.2 大气降水同位素特征  30
    3.2.3 灌溉水同位素特征  30
    3.2.4 灌区地下水同位素特征  30-31
  3.3 地下水补给示踪  31-36
    3.3.1 示踪原理  31-32
    3.3.2 夏季地下水补给  32-33
    3.3.3 冬季地下水补给  33-34
    3.3.4 冬夏季变化示踪  34-36
  3.4 本章小结  36-37
4 土壤盐分示踪  37-49
  4.1 电导率实验  37-41
    4.1.1 电导率  37
    4.1.2 实验材料与方法  37-38
    4.1.3 浓度与电导率  38
    4.1.4 盐类与电导率  38-40
    4.1.5 温度与电导率  40-41
    4.1.6 灌区水电导率  41
  4.2 表层土电导率  41-42
  4.3 土壤剖面盐分示踪  42-47
    4.3.1 取样点选择  42
    4.3.2 取样与分析方法  42-43
    4.3.3 有害盐分  43
    4.3.4 剖面盐运动  43-45
    4.3.5 毫克当量百分比法示踪  45-47
    4.3.6 剖面盐运动规律  47
  4.4 本章小结  47-49
5 盐湖纳盐与生境  49-59
  5.1 灌区盐湖  49
  5.2 盐湖地下水盐变化  49-52
    5.2.1 埋深年际变化  49-50
    5.2.2 地下水盐年内变化  50-52
  5.3 应用碳同位素分析生境胁迫  52-57
    5.3.1 光合作用与碳同位素  52
    5.3.2 盐湖植物取样  52-54
    5.3.3 盐湖植物碳同位素  54-56
    5.3.4 胁迫响应  56-57
    5.3.5 植物与生境耦合  57
  5.4 本章小结  57-59
6 洛惠渠灌区健康评价  59-76
  6.1 健康定义  59-60
    6.1.1 灌区  59
    6.1.2 灌区健康的内涵  59-60
  6.2 评价指标  60-64
    6.2.1 构建原则  60-61
    6.2.2 综合指标  61
    6.2.3 指标体系  61-64
  6.3 指标权重  64-67
    6.3.1 层次分析法  64-66
    6.3.2 权重计算  66-67
  6.4 评价模型  67-68
    6.4.1 评价模型  67
    6.4.2 等级评判  67
    6.4.3 健康隶属度  67-68
  6.5 评价结果  68-74
    6.5.1 评价水平年  68
    6.5.2 主要指标值  68-73
    6.5.3 评价结果  73-74
  6.6 本章小结  74-76
7 结论与建议  76-78
  7.1 结论  76-77
  7.2 建议  77-78
致谢  78-79
参考文献  79-85
附录  85

洛惠渠灌区水盐示踪及灌区健康评价

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