咸水结冰融水入渗条件下滨海盐土的水盐运移规律

受水文地质、气候和人类活动等影响，北方干旱、半干旱地区淡水资源短缺和土壤盐碱化问题日益严重，在该地区开展咸水资源开发和利用对开发盐渍耕地、保障耕地和粮食安全以及区域农业发展具有重要的理论和现实意义。本研究基于咸水冻融过程咸淡分离的原理，充分利用北方冬季的冷资源，通过冬季咸水结冰灌溉和春季咸水冰消融淡化入渗的方式，为创造适宜作物生长的土壤水盐条件。本研究利用室内模拟和大田实验相结合的方法，研究咸水结冰融水入渗过程中土壤水盐运移过程，探讨咸水结冰融水入渗条件下盐碱土的水盐运移规律，揭示咸水结冰融水入渗条件下土壤水盐运移过程与机理，为区域咸水资源高效利用提供理论支持和技术支撑。

淡水资源匮乏是限制干旱、半干旱区盐碱地开发和利用中主要因素，在该地区开展咸水开发和利用研究，对保障我国耕地安全和盐碱耕地开发具有重要意义。本项目针对上述问题，开展了咸水结冰灌溉改良重盐碱地方面的研究工作，通过室内模拟与大田试验相结合的方法，研究了咸水结冰灌溉过程咸水冰融化、融水入渗以及入渗后土壤水盐分布等关键问题，明确了咸水冰融水入渗下的土壤水盐运移规律和咸水结冰灌溉下土壤的水热盐耦合规律，为咸水结冰灌溉技术提供了理论依据。.咸水结冰融化过程研究结果表明：咸水冰融化时，最初融水矿化度极高，之后呈指数下降，直至淡水，且咸水结冰融水淡化效果显著。此外，融水的矿化度和水量均受咸水冰的矿化度和融化温度的影响，其中，融化温度是影响咸水冰融化的主要因素，低温有利于咸水冰脱盐，如在-3℃下，即使高矿化度的咸水冰（30g/l）仍可融化出50%以上微咸水（<3g/l）和淡水，脱盐率达95%以上此外，。建立了咸水冰融化的数学模型，定量地描述了咸水冰融化过程中融水矿化度和水量的变化。咸水结冰融水入渗滨海盐土的研究结果表明：相对于淡水冰，咸水冰融水入渗的速度快、深度深，且咸水冰融水入渗滨海盐土过程和入渗后土壤盐分淋洗效果受咸水冰的水质、水量、土壤含水量、容重和地下水（水位和矿化度）等因素影响。入渗深度和速度与咸水冰矿化度、水量、土壤含水量和地下水水位呈正相关关系，与土壤容重、咸水冰SAR（钠吸附比）等因素呈负相关关系。相对于淡水冰，咸水冰融水入渗滨海盐土后，表层（0-20cm）土壤脱盐效果较好，且表层土壤的脱盐率与咸水冰水量、矿化度、地下水位呈正相关关系，与咸水冰SAR、土壤含水量、土壤容重和地下水矿化度等呈负相关关系。田间咸水结冰灌溉试验结果表明：咸水结冰灌溉后，冰层覆盖平抑了地温，减少了土壤冻融积盐，结合春季融水入渗，表层土壤含盐量（0-30cm）由灌前的1.2%降低至0.3%，脱盐率达75%以上，后配合覆盖措施，土壤盐分基本维持在这一水平，保证了作物的正常出苗和生长。.以上结果揭示了咸水冰融化淡化机理，明确了咸水冰融水入渗滨海盐土下土壤水盐运移规律，探明了咸水结冰灌溉下土壤水热盐耦合规律，为咸水结冰灌溉改良盐碱地提供了理论支撑和技术支持。