干旱扬水灌区封闭型水文地质单元土壤水盐时空分异特征研究

论文摘要

我国西北地区具有优厚的土地资源以及充足的光热资源,但限于该区域降水稀少,水资源匮乏,对区域经济可持续发展造成很大影响。因此人们通过发展调水工程发展灌区以满足对水资源的需求,调水工程的发展带了很大的经济效益,同时也改善了区域的生态环境,但出也出现了由于对水资源的不合理开发利用而出现大面积的水盐运动。伴随着水盐的运移、重组和累积,出现了大面积的土壤盐渍化,使得原本宜耕土地不能耕作,土壤的盐渍化成为制约当地农业发展的重要因素,因此探索灌区中的区域水盐运动变化规律对于土地盐碱化的治理和土地改良具有重要意义,同时灌区为防止区域环境因水盐运动而发展水土环境的激变,改变以往粗放漫灌的用水模式,应调整用水结构,改变灌溉模式,提高农业用水效率,同时依靠配套工程调整灌溉模式而消除土地产生次生盐碱化,采取综合管控的措施对灌区土壤盐渍化的控制具有积极作用。灌区中土壤的水分和盐分受自然条件和人为因素的影响处于不断变化的过程中,其在不同时期表现的特征各不相同,本文借助3S技术开展灌区土壤水盐时空分异特征研究。在传统遥感解译的基础上,分析Landsat数据中盐渍土的光谱特征,对灌区重度盐碱地、中度盐碱地、轻度盐碱地信息进行提取,并对其精度进行检验;采用ArcGIS软件空间分析工具对典型区域的土壤盐分进行空间插值,并将插值结果与反演结果对比;结合遥感数据与地理信息系统数据,确定土壤盐渍化风险评价因子,建立景电灌区土壤盐渍化风险灰色评估模型。最后从自然因素和人为因素分析了景电灌区产生土壤盐渍化的驱动力,同时在经济管理政策以及生态工程技术措施方面对灌区土壤盐渍化改良提出建议。开展景电灌区土壤水盐时空分异特征研究,论文的主要成果结论如下:（1）设定惩罚因子C取值在20100之间,最小核参数σmin设置为任意两个训练样本的平均距离,初始核参数σini设置为最小核参数的1015倍,步长核参数σstep可设置为13,通过构建混淆矩阵进行精度评价,分类精度均在75%以上,Kappa系数在0.75左右,满足对盐碱地识别的精度要求。（2）选定景电灌区一期灌区为试验区,选用1994、2001、2008以及2015年采集的0100cm的盐分数据分别用反距离函数法、趋势面法、样条函数法等不同插值方法进行插值试验,从插值结果看插值总精度反距离权重法（幂3）最高（为76.00%）,其次是普通克里金法三角函数（为69.00%）,反距离权重法（幂1）最低（为56.00%）,采用反距离权重法对灌区封闭型水文地质单元的盐碱化受控要素进行空间插值分析,从插值结果看土壤含盐量在区域内的整体含量较高,中部地区含盐量最高,含盐量最高达到了8.49%;中上部区域的表层土壤电导率较大,且南北间电导率的差距较大,最高达到了2.03（S/m）;地下水埋深则表现为中上部埋深较浅,东部及北部边缘地下水埋深较深,较浅区域地下水溢出地表,埋深在-1.32-3.31m,地下水矿化度则表现为中度和中下部浓度较大,在6.037.02（g/l）之间,其余地区矿化度浓度相对较低且变化幅度较小,分布在2.154.36（g/l）之间。（3）结合遥感数据、空间数据以及野外采集数据,通过构建数据库,确定评价因子,对不同类型数据进行遥感反演或空间插值,生成栅格图层集,并采用主观与客观相结合的方法确定各评价因子权重系数,构建盐渍化风险灰色评估模型进行综合评估。对研究区土壤盐渍化风险状况进行定量的评估和分析。风险等级为3级表现为“一般风险”的面积最大,其占总面积的43.16%,约32.45km2,风险值的范围在0.10.3之间。其次是1级风险区域,其占总面积的27.62%,面积为20.78km2,主要分布在中东部以及北部地区的边缘地带,2级风险区占总面积的18.88%,面积为14.20km2,是1级风险与3级风险的过渡区域。整体来看,区域盐渍化风险等级以“一般风险”和“风险很大”为主,区域内的土壤含盐量较高,盐渍化较为严重,“一般风险”与“风险很大”占总面积的64.78%,对于“风险很大”的区域应该着重采取措施治理,控制盐渍化进一步发展,对于“一般风险”区域则应该做好有效的防范措施防止其进一步发展,评价结果可为土壤盐渍化的防治以及农业水土资源的有效利用提供理论依据。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张锐

导师: 徐存东

关键词: 盐碱化,水盐分异,遥感解译,空间插值,风险评估

来源: 华北水利水电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,农业工程,农艺学

单位: 华北水利水电大学

基金: 国家自然科学基金《干旱扬水灌区(景电灌区)水盐运移对区域水土环境的影响研究》(51279064),《干旱荒漠区田间灌溉对区域尺度土壤水盐分异进程的影响研究》(51579102),《河西走廊典型荒漠植物抗旱结构及其光谱特征研究》(31360204)

分类号: S274;S156

总页数: 81

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