题目：湿地处理盐碱地退水的水盐运移机理及数值模拟研究

湿地处理盐碱地退水的水、盐运移机理研究是盐碱地改良和湿地生态修复的理论基础，目前，国内外学者的研究多集中在盐碱地的水、盐运移，而对盐碱地退水进入湿地系统后的水、盐迁移研究较少。本课题以松嫩平原盐碱地改水田工程为背景，以湿地处理盐碱地退水为研究对象，从以下几方面展开水、盐运移研究：首先，选取查干湖南湖湿地作为试验区，从时空两方面对退水中盐分的迁移规律进行分析。其次，建立湿地的水、盐平衡模型并分析水盐分布。最后，开展室内一维土柱实验，确立水、盐运移模型并利用Hydrus-1D软件进行模拟，分析对比土壤中的水、盐在模型、室内和实地实验中的迁移转化。(1) 实地实验得出退水的水、盐运移规律：①时间上，退水中的盐分随时间变化逐步下降，退水含盐量从5月份的1.28g/L降到9月份的0.98g/L，这与不同时期的退水量和降雨有关。底泥中的水盐含量随时间变化逐步增大，5月份底泥的水盐含量分别为0.9%和1.84g/kg，9月份分别升高到2.2%和2.29g/kg，表明水受压力水头作用在底泥中含量增大，而盐在底泥中有累积。②空间上，自排干、南湖湿地到南湖出水，盐分先升后降，排干和南湖湿地的含盐量分别为0.97g/L和1.12g/L，这与湿地植物的捕集效应形成盐分富集区有关。底泥的水盐含量随深度增加逐步减小，湿地表层泥土的水盐含量分别为2.4%和2.72g/kg，而50cm泥层水盐含量分别为1.2%和2.13g/kg，这与深层底泥的渗透性差和导水性低有关。(2) 建立蒸发-入渗型的水、盐平衡模型并分析湿地的水、盐分布：湿地水的补给主要来自排干，约占83.4%，水的迁移主要是流入北湖，约占58.3%，说明湿地的水平衡受退水量影响最大。②湿地中的盐分主要来自排干，约占95.0%，盐分的迁移主要是流入北湖和渗入底泥，分别占67.4%和28.6%，表明湿地盐平衡受退水、渗入底泥和流进北湖影响较大。(3) 开展室内一维土柱实验并进行水、盐运移模拟：①水运移采用Richards方程，盐运移采用对流-弥散方程，分析对比软件模拟结果、室内和实地实验结果显示：模拟结果和室内实验结果中的水、盐含量均随时间的变化逐步增大且幅度逐步减小；而实地实验中水变化较稳定，盐变化较大，这主要是由于湿地底泥中水、盐的运动变化是竖直、横向和侧向三维运动的合成，且与土壤特性和水的传导速率有关。②对比室内实验中水、盐的运移可知：水和盐随时间的变化具有一致性，但盐的变化具有一定滞后性。③对比室内盐碱土和非盐碱土的水、盐变化可知：非盐碱土通透性和导水性好，水、盐变化较快；盐碱土质细腻，导水性差，水、盐变化较慢，这与土壤的基本物理特性有关。综上所述，水和盐在湿地中的迁移受土壤性质、退水与径流量、水文、气候、湿地生物等因素影响。因此在大力开发松嫩平原盐碱地的同时，在明晰退水中水、盐运移规律的基础上加强对退水的治理，才能有效防治次生盐渍化的产生。