基于HYDRUS-2D模型膜下滴灌棉田不同上口寬排鹽淺溝下土壤水鹽運(yùn)移模擬

胡鉅鑫，虎膽·吐馬爾白，李卓然，穆麗德爾·托伙加

(1.水文水資源與水利工程科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210098；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與土木工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052)

新疆，地處中國(guó)西北地區(qū)，是中國(guó)最干旱的地區(qū)之一，擁有大面積耕地并廣泛應(yīng)用膜下滴灌技術(shù)。然而膜下滴灌技術(shù)的使用也產(chǎn)生了一定的負(fù)面作用，如土壤板結(jié)、土壤中鹽分積聚導(dǎo)致的次生鹽漬化問題等。為了應(yīng)對(duì)這些問題，新疆地區(qū)采取了各種方式，如建設(shè)暗管排鹽系統(tǒng)，采取春灌、秋灌、冬灌[1-2]等方式對(duì)土壤鹽分進(jìn)行淋洗等。

為了改良鹽堿土壤及預(yù)防土壤由于滴灌引起的次生鹽漬化，國(guó)內(nèi)學(xué)者展開了各種研究，如李顯溦等人研究的暗管排鹽技術(shù)[3-4]，優(yōu)化了暗管排鹽模式效率不高的問題；周和平[5-7]等人提出“土壤鹽分定向遷移”的排鹽理論，提出了利用土壤水分蒸發(fā)作用使鹽分定向向土壤表層遷移，高效排鹽；同時(shí)還有利用土壤改良劑改良鹽堿土壤[8-10]以及利用水動(dòng)力學(xué)原理改良土壤的模式[11]。為了改良新疆北部地區(qū)棉花種植區(qū)域由于膜下滴灌技術(shù)導(dǎo)致的土壤鹽堿化問題，本文通過(guò)在作物寬行間設(shè)置排鹽淺溝的方式進(jìn)行土壤排鹽。并通過(guò)建立HYDRUS-2D[12-14]模型的方式研究不同上口寬度對(duì)排鹽淺溝排鹽效果的影響。為合理制定土壤排鹽模式，減少和改良土壤次生鹽漬化提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)位于新疆石河子市新疆現(xiàn)代節(jié)水灌溉兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，試驗(yàn)區(qū)地處干旱地帶，夏季高溫少雨、冬季嚴(yán)寒，有日照時(shí)間長(zhǎng)、蒸發(fā)量大、降雨量少、溫差大等特點(diǎn)，為典型的大陸性氣候。年降雨量180～270 mm，年蒸發(fā)量為1000～1500 mm。試驗(yàn)區(qū)所屬的石河子團(tuán)場(chǎng)常年采取膜下滴灌方式種植棉花。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置3個(gè)測(cè)坑和一個(gè)大型蒸滲儀。試驗(yàn)中，蒸滲儀與1、2號(hào)測(cè)坑為2 m×2 m，測(cè)坑下邊界自由排水，3號(hào)測(cè)坑為2 m×3 m的自由排水測(cè)坑，3個(gè)測(cè)坑內(nèi)的土壤含鹽率較高，蒸滲儀內(nèi)土壤含鹽率較低。蒸滲儀為1號(hào)測(cè)坑試驗(yàn)對(duì)照組，用于計(jì)算和分析土壤的蒸發(fā)量及作物蒸騰量。

3個(gè)測(cè)坑中土壤排鹽淺溝的上口寬分別為40 cm、50 cm和60 cm，底寬度均為25 cm，高均為30 cm。蒸滲儀的排鹽淺溝布置與1號(hào)測(cè)坑相同。測(cè)坑和蒸滲儀采用相同的灌水定額。實(shí)際灌水時(shí)間及灌水量見表1。土壤初始含水率及電導(dǎo)率見表2。

表1 實(shí)際灌水量

表2 2017年灌溉前土壤剖面含水率和含鹽率的分布

2 數(shù)學(xué)模型建立

在HYDRUS中假設(shè)土壤為均質(zhì)多孔介質(zhì)，滴灌帶每隔30 cm設(shè)有一個(gè)出水口，每個(gè)出水口的濕潤(rùn)半徑為30 cm，因此模擬過(guò)程中，將滴灌帶假設(shè)為一條連續(xù)出水帶，簡(jiǎn)化模型，x,y方向運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行合并統(tǒng)一，將三維運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為二維運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

2.1 模型參數(shù)的確定

根據(jù)土壤顆粒分析試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，代入到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中進(jìn)行計(jì)算，得到模型的水分運(yùn)動(dòng)參數(shù)如表3。

表3 模型水分運(yùn)動(dòng)參數(shù)

根據(jù)田間試驗(yàn)計(jì)算土壤鹽分的縱橫彌散系數(shù)，土壤鹽分彌散系數(shù)表現(xiàn)了土壤中溶質(zhì)隨著水分運(yùn)動(dòng)的變化規(guī)律，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 土壤鹽分橫縱彌散系數(shù)

2.2 水分運(yùn)動(dòng)控制方程

試驗(yàn)中假設(shè)土壤為均質(zhì)多孔介質(zhì)土壤，不考慮熱通量變化對(duì)水流運(yùn)動(dòng)影響。二維水分入滲條件下Richards方程可表述為：

(1)

式中：θ為土壤含水率，cm3/cm3；t為時(shí)間 ，d；h為水頭壓力，cm；x為水平坐標(biāo)，cm；z為垂直坐標(biāo)，取向上為正，cm；K(h)為非飽和導(dǎo)水率，cm/h；S(h，x，z)為根系吸水項(xiàng)，cm/cm3·h。

根據(jù)Feddes模型來(lái)計(jì)算，此模型根據(jù)根區(qū)任意一點(diǎn)的土壤水頭壓力對(duì)植物根區(qū)吸水率進(jìn)行賦值，形式為：

S(h)=α(h)Sp

(2)

式中：Sp為無(wú)水分脅迫周期內(nèi)的吸水率；α(h)是植物根系吸水的無(wú)量綱響應(yīng)函數(shù)，定義為：

(3)

h1到h4為影響根系從土壤吸水的不同水頭壓力,cm。式中：h1為作物厭氧點(diǎn)；h2為最佳水分適宜點(diǎn)；h3為水分脅迫點(diǎn)；h4為作物凋萎點(diǎn)。

2.3 溶質(zhì)運(yùn)動(dòng)控制方程

假設(shè)試驗(yàn)用土為均質(zhì)多孔介質(zhì)土壤，不考慮熱通量變化對(duì)水分及鹽分運(yùn)動(dòng)影響。因此，鹽分運(yùn)動(dòng)僅隨水分運(yùn)動(dòng)，對(duì)流—彌散方程可表示為：

(4)

式中：θ0為初始含水量，cm3/cm3；xi為第i個(gè)點(diǎn)的水平坐標(biāo)，cm；假定植物根系吸收的溶質(zhì)可以忽略不計(jì),qi為第i個(gè)點(diǎn)水流通量變化,cm/d；c為液體中的溶質(zhì)濃度，g/cm3；Dij為第i個(gè)點(diǎn)的彌散系數(shù)，cm2/d；等式右邊第一項(xiàng)為由于彌散導(dǎo)致的溶質(zhì)通量變化；第二項(xiàng)為由于水流的對(duì)流導(dǎo)致的溶質(zhì)通量變化。

2.4 初始條件

2.4.1 土壤水分運(yùn)動(dòng)初始條件

θ(x,z,0)=θ0(x,z)

0≤z≤Z,0≤x≤X,t=0

(5)

式中：θ0為初始體積含水率，cm3/cm3。

2.4.2 土壤鹽分運(yùn)動(dòng)初始條件

C(x,z,0)=C0(x,z)

0≤z≤Z,0≤x≤X,t=0

(6)

式中：C0為土壤初始含鹽量，g/kg。

2.5 邊界條件

根據(jù)實(shí)際田間測(cè)坑形狀在HYDRUS-2D模型中進(jìn)行模型構(gòu)建。以1號(hào)測(cè)坑以及蒸滲儀尺寸為基礎(chǔ)，測(cè)坑長(zhǎng)寬均為2 m，以排鹽淺溝中心線為軸，左右呈現(xiàn)對(duì)稱，為了減少模型運(yùn)算可以簡(jiǎn)化模型。將試驗(yàn)區(qū)域以排鹽淺溝中心線進(jìn)行劃分，對(duì)其左側(cè)進(jìn)行模擬，模擬區(qū)域以及有限元?jiǎng)澐忠妶D1。根據(jù)實(shí)際情況對(duì)圖中各個(gè)邊界進(jìn)行邊界條件設(shè)定。

圖1 模型區(qū)域及有限元?jiǎng)澐?單位：cm)

在HYDRUS中根據(jù)圖1建立模型，并根據(jù)實(shí)際田間情況設(shè)置各邊界的水分運(yùn)動(dòng)條件。其中BC邊界處中間位置設(shè)立2 cm滴灌管入滲區(qū)域，其邊界條件為變流量邊界條件，流量設(shè)置與實(shí)際灌溉一致。

上邊界BC處為變流量邊界條件，其平衡方程為：

(7)

下邊界AF處為自由排水邊界：

θ=θ0

(8)

左右邊界AB、EF處為零通量邊界條件：

(9)

大氣DE邊界處為大氣邊界條件：

(10)

大氣邊界CD處：

(11)

式中：D(θ)為土壤擴(kuò)散率，cm2/d；E(t)為蒸騰量，cm/d。

土壤鹽分運(yùn)動(dòng)與水分運(yùn)動(dòng)保持一致性，因此，鹽分邊界條件與水分邊界條件具有相關(guān)性。大氣邊界、滴灌管道布設(shè)位置及下邊界由于水分通量影響，為通量型邊界條件。左右邊界AB、EF處由于水分邊界條件為無(wú)通量邊界條件，則鹽分遵循相同規(guī)律，為無(wú)通量邊界：

(12)

大氣邊界CD處：

(13)

大氣邊界DE處：

(14)

式中，qs為地表水分通量，cm/d；cs為邊界流量礦化度，g/cm3。

3 模型的驗(yàn)證

3.1 排鹽淺溝水分運(yùn)動(dòng)模型驗(yàn)證

通過(guò)平方根誤差(REMS)、Pearson相關(guān)性及顯著性對(duì)模型的準(zhǔn)確度進(jìn)行檢驗(yàn)。Pearson相關(guān)性系數(shù)的絕對(duì)值越大，表明兩組數(shù)據(jù)的相關(guān)性越好，根據(jù)Pearson相關(guān)性系數(shù)的分級(jí)，相關(guān)系數(shù)處于(0.8，1]區(qū)間范圍內(nèi)時(shí)，數(shù)據(jù)為極強(qiáng)相關(guān)；(0.6，0.8]區(qū)間范圍內(nèi)時(shí)，數(shù)據(jù)為強(qiáng)相關(guān)；(0.4，0.6]區(qū)間范圍內(nèi)時(shí)，數(shù)據(jù)為中等強(qiáng)度相關(guān)；(0.2，0.4]區(qū)間范圍內(nèi)時(shí)，數(shù)據(jù)為弱相關(guān)；(0，0.2]區(qū)間范圍內(nèi)時(shí)，數(shù)據(jù)為極弱相關(guān)或無(wú)相關(guān)。表5顯示了1號(hào)測(cè)坑處理，40 cm上口寬排鹽淺溝各時(shí)期取樣點(diǎn)含水率實(shí)測(cè)值與模擬值的對(duì)比結(jié)果。平方根誤差是檢驗(yàn)兩組數(shù)據(jù)差別的數(shù)據(jù)，在相同的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)下，平方根誤差值越小，兩組數(shù)據(jù)差別越小。利用平方根誤差比較實(shí)測(cè)值與模擬值，具體見公式(15)：

(15)

式中：Mi與Si分別為實(shí)測(cè)值與模擬值,cm3/cm3；n為觀測(cè)點(diǎn)數(shù)量。

表5 1號(hào)測(cè)坑各處水分模擬和實(shí)測(cè)值REMS cm3·cm-3

根據(jù)表5顯示，不同位置土壤中水分的實(shí)測(cè)值和模擬值的REMS值與水分值相比均較小，表明土壤模擬的結(jié)果較好。對(duì)比三個(gè)不同取樣點(diǎn)的模擬結(jié)果，排鹽淺溝溝坡處模擬結(jié)果差，這是由于取樣點(diǎn)位于排鹽淺溝坡面之上。在實(shí)際取樣過(guò)程中，為了保障邊坡的穩(wěn)定性，減少對(duì)排鹽淺溝溝坡的損害，因此取樣點(diǎn)往往會(huì)有所偏離。其中，滴頭處含水率實(shí)測(cè)值與模擬值的平方根誤差范圍在0.0059～0.0280，溝坡處平方根誤差范圍在0.0069～0.0413，溝底處平方根誤差范圍在0.0010～0.0500，誤差值是實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之間優(yōu)化擬合程度定量計(jì)算。從時(shí)間上，模擬末期平方根誤差最大，均達(dá)到0.01以上，說(shuō)明模型準(zhǔn)確度有所下降。究其原因，主要是前期影響土壤水分分布的因素較小，且作物根系不發(fā)達(dá)，實(shí)際情況與理想情況相差無(wú)幾，因而擬合精度較高。而在模擬后期，影響模擬精度的因素眾多，無(wú)論作物本身還是外界條件，都會(huì)對(duì)實(shí)測(cè)值產(chǎn)生影響，造成實(shí)測(cè)值與模擬值的偏差。

3.2 淺溝排鹽鹽分運(yùn)動(dòng)模型驗(yàn)證

用平方根誤差和相關(guān)系數(shù)對(duì)不同日期不同深度土壤的電導(dǎo)率的實(shí)測(cè)值和模擬值進(jìn)行相關(guān)性驗(yàn)證。表6顯示了40 cm寬排鹽淺溝各時(shí)期滴頭處、邊坡處、溝底處各時(shí)間點(diǎn)取樣點(diǎn)電導(dǎo)率實(shí)測(cè)值與模擬值的對(duì)比結(jié)果。

根據(jù)表6顯示，排鹽淺溝各處各個(gè)時(shí)段的電導(dǎo)率的Pearson相關(guān)性系數(shù)均處于[0.81,1]的區(qū)間范圍內(nèi)屬于極高度相關(guān)。根據(jù)表格顯示，三組數(shù)據(jù)在8月31日的模擬結(jié)果普遍相關(guān)性略差一些，由于8月31日為試驗(yàn)的后期，試驗(yàn)中各種因素會(huì)影響到土壤模型的準(zhǔn)確性，包括土壤熱通量、土壤覆膜的破損以及土壤取樣對(duì)水分、鹽分運(yùn)動(dòng)造成的擾動(dòng)等。6月4日及7月18日均為灌水后測(cè)定鹽分的日期，模型中，這兩天的模擬效果較好，比較明確的體現(xiàn)了土壤中溶質(zhì)隨著水分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

表6 40 cm寬排鹽淺溝電導(dǎo)率實(shí)測(cè)值和模擬值驗(yàn)證

注：**在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)，*在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)，部分顯著性數(shù)據(jù)因小數(shù)位限制無(wú)法顯示。

4 模型應(yīng)用與分析

膜下滴灌棉田淺溝排鹽模式是利用大氣蒸發(fā)和土壤中鹽隨水分運(yùn)動(dòng)的原理，將土壤中的鹽分通過(guò)土壤中的水分運(yùn)動(dòng)集中于固定通道，即排鹽淺溝。排鹽淺溝表層鹽分積聚量多，說(shuō)明其排鹽效果最佳。相同情況下，排鹽淺溝表層土壤鹽分積聚多，在進(jìn)行沖洗過(guò)程中，通過(guò)沖水或者刮土帶走的鹽分越多。排鹽淺溝的尺寸可以直接影響土壤的蒸發(fā)能力和鹽分在排鹽淺溝處的積聚能力。

4.1 不同上口寬排鹽淺溝生育期水分運(yùn)動(dòng)規(guī)律

研究土壤模型水分變化規(guī)律是研究土壤中溶質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)。對(duì)不同上口寬排鹽淺溝的膜下滴灌棉田生育期土壤水分運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行模擬，對(duì)比3種不同處理方式下土壤水分運(yùn)動(dòng)規(guī)律的區(qū)別，為研究其相應(yīng)的溶質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律做基礎(chǔ)。

根據(jù)模型對(duì)3個(gè)測(cè)坑不同上口寬度排鹽淺溝處理下不同深度的水分變化進(jìn)行模擬，對(duì)水分隨時(shí)間的變化以及各個(gè)處理下的不同上口寬進(jìn)行對(duì)比分析繪制各個(gè)日期不同處理下土壤含水率剖面圖。圖2～圖5對(duì)比了3個(gè)處理下在不同日期含水率分布情況。模型的降雨量及土壤灌水量均相同，且土壤中初始含水率設(shè)置相同，以保證試驗(yàn)變量。5月10日為播種后20 d，作物生長(zhǎng)的苗期，由于雪水化后導(dǎo)致土壤含水率較高因此不需要進(jìn)行灌水處理。6月3日為第一次灌水日期，即6月2日為第一次灌水前土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)，6月4日為第一次灌水后時(shí)間，處于作物生長(zhǎng)的蕾期，8月31日為吐絮期，其數(shù)據(jù)為最后一次灌水后3 d的數(shù)據(jù)。

根據(jù)圖2可以看出，生育期前期3組試驗(yàn)處理中土壤水分變化在水平方向上保持一致，沒有明顯差別。5月9日發(fā)生了1 cm的降雨，導(dǎo)致排鹽淺溝中水分增大，在此情況下60 cm上口寬處理下，排鹽淺溝受到降雨影響較其他兩個(gè)處理大。土壤中含水率整體呈現(xiàn)由上至下增大的情況。此現(xiàn)象是由于春季冰雪融化導(dǎo)致播種前土壤中整體含水率較高。播種后，土壤中的水不斷下移至下方自由排水邊界。排鹽淺溝土壤表層則存在較少量的蒸發(fā)現(xiàn)象，導(dǎo)致上層土壤含水率低于下層土壤。

圖3顯示的是6月2日第一次灌水前土壤整體含水率的情況。5月份至6月初，氣溫較低且日照輻射較少，土壤蒸發(fā)量較低，作物生長(zhǎng)處于蕾期，作物的蒸騰作用較低。隨著作物的生長(zhǎng)，土壤中的水分隨著蒸發(fā)和下移不斷減少。這一時(shí)期，土壤中水分向自由排水邊界移動(dòng)的速度較小，土壤整體含水率較大。相比上一觀測(cè)階段，土壤中排鹽淺溝處土壤含水率明顯下降。

圖2 5月10日不同上口寬淺溝土壤含水率剖面圖(單位：cm3/cm3)

圖3 6月2日不同上口寬淺溝土壤含水率剖面圖(單位：cm3/cm3)

圖4 6月4日不同上口寬淺溝土壤含水率剖面圖(單位：cm3/cm3)

圖5 8月31日不同上口寬淺溝土壤含水率剖面圖(單位：cm3/cm3)

圖4顯示的是6月4日第一次灌水后土壤含水率的變化情況，根據(jù)模擬結(jié)果可以看出，灌水后，土壤中含水率的等含水率線由橫向趨向于豎直狀態(tài)。在6月4日，為土壤中灌水后一天因此土壤中水分主要停留在土壤表層下20～40 cm處，土壤中的水分?jǐn)U散還未影響到排鹽淺溝邊坡。灌水后，相比于50 cm上口寬及60 cm上口寬，40 cm上口寬土壤最高含水率位置深度更淺，說(shuō)明其水分的縱向運(yùn)動(dòng)弱，更利于水分的橫向運(yùn)動(dòng)。

圖5為8月31日不同上口寬淺溝含水率的剖面圖，作物生長(zhǎng)處于吐絮期，最后一次灌水日期為8月29日。從圖中可以看出，灌水后兩天，灌溉水豎直向下運(yùn)運(yùn)動(dòng)并逐漸向水平方向擴(kuò)散，且主要向左邊界擴(kuò)散。灌水后3 d，相比于50 cm上口寬及60 cm上口寬，40 cm上口寬土壤水分整體分布更均勻，土壤水分的橫向運(yùn)動(dòng)較其他兩個(gè)處理更明顯，土壤排鹽淺溝處含水率更高。

4.2 不同上口寬排鹽淺溝生育期鹽分分運(yùn)動(dòng)規(guī)律

土壤中鹽分隨著水分的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，生育期內(nèi)，土壤中鹽分隨著灌水不斷向下淋洗。由于蒸發(fā)作用和作物吸水的影響，土壤中的鹽分隨著水分的變化在不斷變化。圖6～圖9是不同時(shí)期土壤內(nèi)鹽分空間分布情況。

圖6～圖8所示為膜下滴灌棉田未灌水時(shí)期，土壤鹽分在豎直方向上由上至下呈現(xiàn)遞進(jìn)式分布，這是由于初始設(shè)置時(shí)，為與實(shí)際情況相符合，借用田間試驗(yàn)初次測(cè)量的土壤鹽分電導(dǎo)率，設(shè)置土壤整體電導(dǎo)率為上小下大。由于土壤初始含水率較高，而地下埋深較深，土壤中的水分會(huì)由于重力向模型下邊界移動(dòng)，同時(shí)，土壤內(nèi)溶質(zhì)隨著土壤水分的下移，在土壤中40～60 cm處積累。

圖6～ 圖9是生育期內(nèi)不同時(shí)段的土壤剖面電導(dǎo)率分布情況。3個(gè)處理下滴頭位置土壤鹽分的淋洗作用均較為明顯，滴頭下方鹽分電導(dǎo)率出現(xiàn)折線形變化。鹽分運(yùn)動(dòng)隨著每次灌水及蒸發(fā)運(yùn)動(dòng)，鹽分運(yùn)動(dòng)基本呈現(xiàn)隨著每次灌水逐漸下移的情況。隨著生育期向后進(jìn)行，土壤中的鹽分主要向50～80 cm移動(dòng)，使得此處電導(dǎo)率等值線密集。在生育期期間內(nèi)，淺溝處鹽分隨著水分的蒸發(fā)不斷向淺溝附近積聚，在淺溝邊坡處及溝底位置形成明顯的鹽分累積層。對(duì)比3個(gè)處理可以得出，在淺溝上口寬為40 cm時(shí)，相比較于其他兩個(gè)處理，鹽分在排鹽淺溝坡處的積聚較好。

對(duì)比水分分布圖和鹽分分布圖可以得到，鹽分分布受到水分變化影響十分明顯。在滴頭位置，土壤無(wú)蒸發(fā)，且有間斷性的灌水，使得滴頭下方垂直處土壤鹽分在生育期呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)。由于土壤水分在排鹽淺溝邊坡及排鹽淺溝溝底蒸發(fā)，水分不斷向排鹽淺溝位置移動(dòng)，同時(shí)土壤鹽分也在不斷隨著水分的橫向運(yùn)動(dòng)向排鹽淺溝運(yùn)動(dòng)，并在排鹽淺溝坡附近聚集。土壤鹽分運(yùn)動(dòng)和水分運(yùn)動(dòng)有較好的擬合性。

5 結(jié) 論

本文以測(cè)坑種植滴灌棉花試驗(yàn)為基礎(chǔ)設(shè)置排鹽淺溝，并通過(guò)數(shù)值模擬研究其排鹽效率問題。根據(jù)試驗(yàn)在HYDRUS-2D軟件中建立的模型，模擬排鹽淺溝的膜下滴灌棉田在設(shè)置不同排鹽溝上口寬時(shí)生育期土壤水鹽運(yùn)移規(guī)律，利用Excel、Spss18.0、Surfer11等軟件對(duì)膜下滴灌棉田設(shè)置排鹽溝后土壤水鹽分布規(guī)律進(jìn)行分析，對(duì)比土壤鹽分積累及其在排鹽淺溝處的分布情況，主要結(jié)論如下：

(1)利用HYDRUS-2D軟件構(gòu)建土壤水鹽運(yùn)移模型，利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析以確定模型精度。通過(guò)均方根誤差、Pearson相關(guān)性分析等方法可以得出，生育期期間模型和實(shí)測(cè)值有較好的擬合性，模型具有一定的可靠性。各時(shí)間段，土壤鹽分模擬的相關(guān)性系數(shù)均在[0.81,1]區(qū)間范圍內(nèi)，屬于顯著性相關(guān)。

(2)根據(jù)模型對(duì)不同上口寬排鹽溝積聚鹽分的能力進(jìn)行對(duì)比，可以得出，當(dāng)上口寬較小時(shí)(上口寬40 cm)，土壤鹽分主要積累在排鹽溝坡中下部位，并在排鹽溝溝底達(dá)到最大值。當(dāng)上口寬較大時(shí)(上口寬60 cm)，土壤鹽分主要積累在排鹽溝底部，并且其底部鹽分積累量大于其他兩種處理方式。總體而言，相較于50 cm上口寬和60 cm上口寬，40 cm上口寬的排鹽淺溝與大氣接觸面積積累鹽分更多，鹽分累積效率更高，排鹽效果更好。

圖6 5月10日不同上口寬淺溝土壤電導(dǎo)率剖面圖(單位：μS/cm)

圖7 6月2日不同上口寬淺溝土壤電導(dǎo)率剖面圖(單位：μS/cm)

圖8 6月4日不同上口寬淺溝土壤電導(dǎo)率剖面圖(單位：μS/cm)

圖9 8月31日不同上口寬淺溝土壤電導(dǎo)率剖面圖(單位：μS/cm)