Модель выщелачивания (почва) - Leaching model (soil)

Модель выщелачивания - это гидрологическая модель, с помощью которой описывается выщелачивание поливной водой растворенных веществ, в частности соли, в почве в зависимости от гидрологического режима и свойств почвы .
Модель может описывать процесс (1) во времени и (2) как функцию от количества нанесенной воды.
Промывка часто проводится для восстановления засоленной почвы или для сохранения благоприятного содержания соли в почве орошаемых земель, поскольку вся поливная вода содержит соли.

Кривые выщелачивания

Рисунок 1. Экспериментальные данные пилотного участка Чакупе.

Процесс выщелачивания засоленной почвы, подлежащей рекультивации, проиллюстрирован кривыми выщелачивания на рисунке 1, полученными на основе данных пилотного района Чакупе, Перу . Он показывает засоление почвы с точки зрения электропроводности (EC) почвенного раствора относительно его начального значения (ECi) в зависимости от количества воды, просачивающейся через почву. Верхний слой почвы выщелачивается быстро. Засоление более глубокой почвы сначала увеличивается из-за солей, вымываемых из верхнего слоя почвы, но позже она также уменьшается.

Эффективность выщелачивания

Рисунок 2. Принцип эффективности выщелачивания.
Рисунок 3. Кривые выщелачивания и калибровка эффективности выщелачивания.

Из-за неравномерного распределения соли в почве или неравномерности структуры почвы (рис. 2) эффективность выщелачивания (E L ) может отличаться от единицы.

Почвы с низкой эффективностью выщелачивания трудно рекультивировать. В дельте реки Тежу , Португалия , эффективность выщелачивания плотной глинистой почвы составила от 0,10 до 0,15. Почва не могла быть использована для интенсивного земледелия и использовалась для выращивания быков на грубых естественных пастбищах .

Глины почвы в дельте Нила , Египет , с другой стороны , имеет гораздо более эффективность промывок от 0,7 до 0,8. На рисунке 3 показаны кривые выщелачивания для различной эффективности выщелачивания, как предполагается в модели выщелачивания SaltMod с данными из пилотного участка Маштуль. Наблюдаемые значения засоленности почвы лучше всего соответствуют эффективности выщелачивания около 0,75. На рисунке показан процесс калибровки эффективности выщелачивания, этот параметр трудно измерить напрямую.

Глинистый грунт в дельте реки возле Чиклайо , Перу, также оказался довольно низким.

Обзор эффективности выщелачивания для различных типов почв приведен в следующей таблице.

Страна Тип почвы
Эффективность выщелачивания
Китай Суглинистый 1.0
Нидерланды Сэнди 1.0
Тунис илистая глина 0,80
Индия Глина, иллит 0,70
Турция Глина , нелегальная 0,70
Таиланд глина, смектитовая *) 0,20
Португалия глина, смектитовая *) 0,15
Перу Глина смектитовая *) 0,11

Требование к выщелачиванию

Требование к выщелачиванию может относиться к:

  • Общее количество воды, необходимое для снижения засоления почвы от изначально высокого значения до приемлемого значения в соответствии с солеустойчивостью выращиваемых культур. Из рисунка 1 видно, что требуется 800 мм воды (или 8000 м 3 / га), чтобы снизить засоление почвы до 60% от ее первоначального значения в слое почвы на глубине от 40 до 60 см. Когда соленость должна быть менее 60%, для получения надежной оценки требований к дополнительному выщелачиванию необходимо экстраполировать кривую выщелачивания, использовать уравнение выщелачивания (см. Ниже) или модель выщелачивания, такую ​​как SaltMod .
  • Годовое количество перколяционной воды (т. Е. Дополнительное количество поливной воды сверх безвозвратного использования сельскохозяйственных культур), необходимое для сохранения приемлемого солевого баланса почвы в соответствии с солевой устойчивостью выращиваемых культур. Соотношение
F L = Perc / Irr, где Perc = количество необходимой перколяционной воды, а Irr = общее количество поливной воды,
называется фракцией выщелачивания , см. также ниже.

Уравнение выщелачивания

Нисходящий край кривых выщелачивания, как на рисунке 3, можно описать уравнением выщелачивания:

  • Ct = Ci + (Co - Ci) exp (-E L .T.Qp / Ws)

где C = концентрация соли, Ct = C в почве в момент времени T, Co = C в почве в момент времени T = 0, Ci = C оросительной воды, E L = эффективность выщелачивания, Qp = средняя скорость просачивания через почву. , и Ws = вода, запасенная в почве при насыщении поля .

Фракция выщелачивания

Чтобы сохранить приемлемый солевой баланс почвы в соответствии с солеустойчивостью выращиваемых культур, фракция выщелачивания должна быть не менее:

  • F L = Ci / Cs

где Ci = концентрация соли в поливной воде, а Cs - допустимая концентрация соли в почвенной влаге при полевой влагоемкости в соответствии с солеустойчивостью выращиваемых культур.

Рекомендации

Внешние ссылки

  • Статьи о засолении почв: [9]
  • Скачать модель выщелачивания: [10]
  • Загрузите SaltMod с: [11]
  • Солевой и водный балансы: [12]
  • Солеустойчивость сельскохозяйственных культур: [13]
  • Программное обеспечение для моделей солености: [14]