前言

随着我国社会和经济的发展,淡水资源短缺的问题日益突出,已成为制约我国经济和社会可持续发展的瓶颈。要解决这一问题,一方面是节流,另一方面是开源。据统计,农业用水量占全国总用水量的63.48%,而灌溉水利用系数仅为0.53,与发达国家的0.7～0.8相比还有较大差距,农业用水浪费现象严重,发展农业高效节水灌溉是缓解水资源紧张的关键。滴灌便是目前大面积应用的最节水的灌水方法。据统计,滴灌相对传统地面灌溉节水80%以上,节水增产效益显著。因此,大力发展节水灌溉,特别是滴灌,是解决水资源紧缺的主要途径之一。

我国微咸水资源较为丰富,尤其是华北及滨海地区,分布着大量的咸水和微咸水资源,且这部分水资源尚未得到很好的开发和利用。与其他劣质水资源相比,地下咸水除含盐量较高,容易引起土壤次生盐渍化外,一般不会有其他不良后果发生。因此,可以考虑在农业灌溉中使用微咸水和咸水资源,微咸水灌溉是微咸水分布地区解决水资源短缺的一条有效途径,不但有利于缓解水资源短缺问题,而且有利于地下水资源更新、淡水存储和环境生态建设与保护。

滴灌技术与微咸水灌溉技术相结合能够充分发挥两者的优势。采用滴灌进行灌溉时,一方面,灌溉水以点水源扩散的方式由地表进入土壤,使作物根系区土壤得到频繁水分补给,由于水分的淋洗作用,土体中的过量盐分被带出作物主根区,使滴头附近形成盐分浓度接近灌溉水的淡化脱盐区；另一方面,滴灌可以使作物根区土壤经常保持较优的水分条件,土壤基质势很高,弥补了盐渍土中因盐分存在而降低的土壤溶质势,使得土壤总水势维持在较高的水平,有利于作物根系对水分的吸收。但长期使用微咸水灌溉是否会造成土壤质量下降,是否会对作物产生影响,矿化度是多少的微咸水可以用于灌溉等科学问题需要解决。因此,结合地区气候、水质、土壤及作物特点,进行微咸水灌溉合理的水盐调控方法研究,是推进微咸水灌溉大面积推广的必要前提。

本书采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的研究方法,对微咸水滴灌条件下土壤水盐运移与西葫芦生长进行系统研究,揭示了微咸水滴灌土壤水盐运移规律,探明了微咸水滴灌对西葫芦生长的影响,建立了微咸水滴灌西葫芦水盐运移数学模型和西葫芦水盐生产函数,并将两者耦合建立了微咸水滴灌西葫芦产量模拟模型。研究成果对指导西葫芦微咸水安全与高效滴灌具有重要意义。

在本书编写过程中,得到了晋中学院孙西欢院长,太原理工大学水利科学与工程学院马娟娟副院长,山西省水利水电科学研究院毕远杰、王坚、吕棚棚和王永红的大力支持,在此表示衷心的感谢。

感谢研究生雷涛、郑利剑、孔晓燕、郭力琼、雷明杰、严亚龙、魏磊、刘静妍、张少文对本书研究做出的贡献。

特别感谢国家自然科学基金委员会、山西省水利厅、山西省财政厅和山西省水利水电科学研究院的大力支持。

本书参考和引用了许多专家、学者的文献,在此对他们表示衷心的感谢。

由于作者水平有限,书中难免有不足之处,敬请读者和专家多加批评指正。

作者

2017年10月