土壤盐分运动

2024-07-19 82浏览

在土壤水压力差或溶液浓度差的作用下,土壤中盐分的运移状况。

土壤中盐分的运动是随土壤水分的运移进行的,在蒸发过程中,随着土壤水的运动,盐分被输送到表层,水分蒸发后,盐分积聚在表层土壤中。灌溉(冲洗)或较大的降雨过程中,随着水的入渗,将表土中积聚的盐分带到深层。如果由于蒸发而带到表层中的盐分多于由入渗淋洗带到深层的盐分,则土壤处于积盐状态。

土壤盐分动态主要决定于气候、地形地貌、土壤及水文地质等条件。干旱及半干旱地区,降雨量少,蒸发强烈,土壤易于积盐。北方冻土地区,由于冬季表层土壤结冻,在温度梯度的作用下,盐分随土壤水向地表运动,表层土壤含水率增加,盐的含量也随之增加,春季解冻后表土翻浆返盐。在局部地形有起伏的地区,地形高处,地下水埋深大,不易积盐;洼地径流集中,入渗水量大,也不容易积盐。两者之间的坡地上,地面径流通畅,入渗水量小,地下水位又较高,因而易于积盐。不同的土壤质地、结构和层次,对水盐动态都有影响。

人类活动对地下水及土壤水盐动态的影响,主要表现在所采取的灌溉、排水和农业技术措施。干旱、半干旱地区,如果进行过量的灌溉,再加之排水设施不完善,灌区地下水位逐渐抬高,强烈的蒸发使表土盐分不断积累,就形成灌溉土地的次生盐碱化。长期输水渠道两侧和水库周边影响区,若不采取适当措施,拦截地下水的侧渗补给,也会造成土地盐渍化。耕作粗放,破坏土壤结构,使土壤中毛管作用增强,也会加速盐分向表土的运移和积累。

如果略去盐分在土壤中的化合、分解、溶解、沉淀以及离子交换等因素,则溶质的运移主要是通过对流和水动力弥散两个途径来实现。

理论和试验表明,通过单位断面积的溶盐弥散通量与溶盐浓度的梯度成正比,其关系为:

土壤盐分运动

式中 qc为溶盐弥散通量;Jc为溶盐浓度梯度,Jc=;c为溶盐在土壤水或地下水中的浓度;x为距离;为溶盐水动力弥散系数,即浓度梯度为1时的溶盐通量。

上式与反映溶盐扩散规律的菲克定律相似。

在水动力弥散和对流共同作用下,溶盐总量的表达式为:

土壤盐分运动

从质量守恒方程,得溶盐运移方程为:

土壤盐分运动

式中 qo为溶液的体积通量,需自土壤水和地下水运动方程求得;θ为土壤含水率。

研究土壤水盐运动规律,是为了掌握田间土壤水盐动态变化,制定相应的控制措施。如确定地下水位的控制标准,拟定合理的灌水方法和灌溉制度,建立有效的灌溉(或冲洗)排水系统,进行水盐动态的预测预报等。同时配合其他农业技术措施,以达到改造利用盐碱地和防治次生盐碱化的目的。