，

(1.中國(guó)科學(xué)院 東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所,吉林 長(zhǎng)春 130102; 2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué),北京 100049)

0 引 言

目前，土壤鹽漬化正以驚人的速度發(fā)展，每年新增的鹽漬化土壤面積達(dá)100萬(wàn)hm2[1-2]。因此，土壤鹽漬化問(wèn)題嚴(yán)重制約著當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，成為亟待解決的問(wèn)題。水鹽運(yùn)移是土壤鹽漬化的核心所在，定量描述土壤水鹽運(yùn)移對(duì)于防治和改良鹽漬土具有重要意義。

土壤中水鹽運(yùn)移研究的基礎(chǔ)內(nèi)容是水分和鹽分在土壤中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。土壤中的鹽分離子處于一個(gè)復(fù)雜的龐大系統(tǒng)之中，該系統(tǒng)內(nèi)物理、化學(xué)和生物等過(guò)程相互聯(lián)系且連續(xù)變化。水鹽運(yùn)移的物理過(guò)程包括對(duì)流、擴(kuò)散、機(jī)械彌散、離子的交換吸附以及鹽分離子隨薄膜水的運(yùn)動(dòng)等過(guò)程。隨著對(duì)土壤水鹽運(yùn)移理論研究的不斷深入，各種監(jiān)測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展與計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制能力的提高，使得定量化描述土壤水鹽運(yùn)移過(guò)程成為可能，并且其模型不斷發(fā)展和完善[3]。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者以水鹽運(yùn)移理論和環(huán)境條件為依據(jù)，研究建立了適宜于不同條件下的水鹽運(yùn)移模型，以此來(lái)模擬土壤中水分和鹽分的運(yùn)移過(guò)程，進(jìn)而明確不同情境中土壤水鹽運(yùn)移的影響因素及動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，最終實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)功能。

美國(guó)鹽土實(shí)驗(yàn)室(US Saline Laboratory)開(kāi)發(fā)的Hydrus模型具有靈活的邊界條件、標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算機(jī)程序、友好的用戶界面以及便于推廣的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于土壤水分和溶質(zhì)運(yùn)移的模擬研究[4-5]。Hydrus模型用于研究水分、溶質(zhì)和熱量在土壤中分布情況，模擬土壤中水鹽運(yùn)移動(dòng)態(tài)變化；同時(shí)，該模型涵蓋了作物根系吸水過(guò)程和土壤持水能力的滯后現(xiàn)象，便于設(shè)置不同的邊界條件，輸入輸出功能操作靈活，并積累了大量參數(shù)，以此作為參考，為實(shí)際田間的水鹽動(dòng)態(tài)模擬提供了可能[6-7]。

本文總結(jié)了Hydrus模型在不同土壤質(zhì)地、灌溉方式、灌水頻率以及不同鹽堿地改良方式下土壤水分和鹽分運(yùn)移中的應(yīng)用，評(píng)述了不同條件下Hydrus模型對(duì)土壤水鹽運(yùn)移研究的作用，旨在為區(qū)域的水鹽管理以及可持續(xù)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)與科學(xué)依據(jù)。

1 Hydrus模型

美國(guó)國(guó)家鹽土實(shí)驗(yàn)室(US Salinity Laboratory)開(kāi)發(fā)的Hydrus模型是用來(lái)模擬飽和多孔介質(zhì)中水分、溶質(zhì)以及能量運(yùn)移過(guò)程的新型數(shù)值模型[8]。該模型經(jīng)歷了 UNSAT，AWMS-2D及CHAIN-2D，Hydrus-1D，Hydrus-2D及Hydrus-3D等系列發(fā)展，已成為世界上用得最為廣泛的定量描述水鹽運(yùn)移的模型。Hydrus-1D是一個(gè)由國(guó)際地下水模型中心公布的共享軟件。該模型主要用于研究土壤中水分和溶質(zhì)的運(yùn)移規(guī)律，模擬一維變飽和條件下的地下水流、根系吸水、溶質(zhì)運(yùn)移和熱運(yùn)移。經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，該模型得到了廣泛應(yīng)用[9-10]。Hydrus-2D模型是Simunek等開(kāi)發(fā)的基于Windows接口的飽和-非飽和多孔介質(zhì)中二維空間中的水、熱、溶質(zhì)運(yùn)動(dòng)的有限元計(jì)算機(jī)模型[11]。Hydrus-3D是在2006年Simunek等人研發(fā)出來(lái)的，該模型能夠模擬不同灌溉方式條件下土壤中水分和鹽分運(yùn)移、熱量傳輸及根系吸水規(guī)律的二維和三維空間的有限元計(jì)算機(jī)模型[12]。

Hydrus模型可以較為準(zhǔn)確地對(duì)土壤中水分、鹽分及熱量的運(yùn)移規(guī)律和時(shí)空變化進(jìn)行模擬，然后分析不同環(huán)境中農(nóng)田灌溉、田間施肥以及環(huán)境污染等問(wèn)題；此外，Hydrus模型還可以有機(jī)結(jié)合其他水分運(yùn)動(dòng)模型，在大尺度上對(duì)土地以及水資源的轉(zhuǎn)化與利用進(jìn)行深度剖析。Hydrus模型的輸入輸出功能比較簡(jiǎn)單靈活，數(shù)據(jù)庫(kù)比較豐富，包括水含量方程及植物根系作用等可供選擇。水分運(yùn)動(dòng)過(guò)程及規(guī)律的模擬計(jì)算一般采用Richards方程，該方程解法運(yùn)用Galerkin線性有限元法，Inverse Solution模塊中的Marquardt-Levnenberg參數(shù)優(yōu)化算法可以反演土壤水和溶質(zhì)運(yùn)移及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)等。目前，該模型能夠廣泛應(yīng)用于各種土壤類型的水鹽運(yùn)移研究[13-15]。2000年，Hydrus模型開(kāi)始被引進(jìn)我國(guó)，并在國(guó)內(nèi)進(jìn)行了一些初步應(yīng)用[16-19]。

1.1 基本方程

(1)Richards方程

若只是研究垂直方向的水分運(yùn)動(dòng)情況，那么，一維Richards方程[20]表示如下：

(1)

式中：K(θ)是指非飽和滲透性函數(shù)；θ是體積含水率(cm3·cm-3)；h(θ)為壓力水頭(cm)。由土壤水分特征曲線可以確定函數(shù)關(guān)系式h(θ)，可以推出θ形式或h形式的控制方程。在給定邊界條件和初始條件之后，就可以應(yīng)用有限差分或有限元方法進(jìn)行數(shù)值求解。

在不考慮土壤中氣流運(yùn)動(dòng)的條件下，二維土壤水分運(yùn)動(dòng)可以用Richards[20]方程表示為：

(2)

式中：K(h)為非飽和導(dǎo)水率，它是土壤含水量的函數(shù)(cm·d-1)；x為橫坐標(biāo)(cm)；z為縱坐標(biāo)(向上為正)(cm)；t為時(shí)間(d)；S(h)為源匯項(xiàng)，表示根系吸水(d-1)。

Hydrus-3D模型中，用修改過(guò)的Richards方程表示三維土壤水分運(yùn)動(dòng)[20]：

(3)

(2)對(duì)流-彌散方程

一般來(lái)說(shuō)，對(duì)流彌散傳輸過(guò)程僅考慮土壤中溶質(zhì)的對(duì)流彌散作用。在部分情況下，對(duì)流彌散傳輸過(guò)程也會(huì)考慮溶質(zhì)的吸收與分解過(guò)程，其中主要把吸水時(shí)的鹽分運(yùn)移處理為以對(duì)流為主的形式；側(cè)重點(diǎn)在于動(dòng)力彌散過(guò)程的溶質(zhì)運(yùn)移模型，把土壤中溶質(zhì)運(yùn)移處理為以動(dòng)力彌散為主的形式，不考慮任何理化作用。對(duì)流-彌散傳輸模型一般只考慮溶質(zhì)在土壤中的對(duì)流和彌散作用，同時(shí)也伴隨著吸收與分解鹽分離子的過(guò)程[21]。

鹽分運(yùn)動(dòng)的基本方程為：

(4)

水分運(yùn)動(dòng)的基本方程為：

(5)

式中，c為土壤溶液濃度(g·cm-3)；D為水動(dòng)力彌散系數(shù)(cm2·s-1)；q為土壤水滲流系數(shù)(cm·s-1)；Z為空間坐標(biāo)，原點(diǎn)在地表，向下為正(cm)；t為時(shí)間變量(T)；K(θ)為水力傳導(dǎo)度(cm·s-1)；D(θ)為擴(kuò)散度(cm2·s-1)。

(3)傳遞函數(shù)方程

傳遞函數(shù)模型最早由Jury[22]設(shè)計(jì)提出，屬于黑箱隨機(jī)模型，該模型不考慮土壤中溶質(zhì)的運(yùn)移機(jī)理。其主要原理是將研究目標(biāo)假定為一個(gè)溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)，任何條件下都能用兩個(gè)非負(fù)的時(shí)間變量來(lái)描述該質(zhì)點(diǎn)。假設(shè)研究的溶質(zhì)進(jìn)入所研究的土體的時(shí)間為t1，該質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)研究土體的時(shí)間為t2時(shí)，則該質(zhì)點(diǎn)在土體內(nèi)停留時(shí)間為t=t1-t2，利用隨機(jī)變量t1和t2所定義的聯(lián)合概率密度函數(shù)P(t1，t2)來(lái)描述水鹽運(yùn)移過(guò)程，即：

P(t1，t2)=θin(t1)g(t/t1)=θin(t1)g[(t2-t1)/t1]

(6)

式中：θin(t1)為溶質(zhì)輸入時(shí)間(t1)時(shí)的分布密度函數(shù)；g為條件概率密度(PDF)。同樣，在[0，t]時(shí)段內(nèi)，溶質(zhì)從土體邊界上的累積初流率(θout(t))為：

(7)

該模型的關(guān)鍵在于概率密度函數(shù)g[(t2-t1)/t1]，因?yàn)橥寥乐宣}分運(yùn)移過(guò)程都要用概率密度函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.2 土壤水鹽運(yùn)移的初始條件和邊界條件

1.2.1 水分運(yùn)動(dòng)的初始條件與邊界條件。土壤中水分的上邊界采用第二類邊界條件，即諾依曼邊界條件，其通量是已知的，然后逐日輸入通過(guò)上邊界的變量值，主要包括降水量、灌溉量、作物潛在蒸騰量以及棵間潛在蒸發(fā)量，對(duì)葉面的攔截雨量和地面徑流忽略不計(jì)。土壤水分的下邊界選在農(nóng)田土壤剖面100 cm處，使用壓力水頭邊界，根據(jù)實(shí)際測(cè)量的地下水埋深來(lái)賦值。

初始條件：θ(z，0)=θ0(z)Z≤z≤0

上邊界：θ(0，t)=θsz=0

下邊界：θ(Z，t)=θ0(t)

1.2.2 土壤溶質(zhì)運(yùn)動(dòng)的初始條件與邊界條件。土壤鹽分運(yùn)動(dòng)的上邊界概化為通量邊界，試驗(yàn)期降水時(shí)，由于雨水電導(dǎo)率非常小，降雨含鹽濃度賦值為0，模型預(yù)測(cè)灌溉的情況下，賦予實(shí)測(cè)的灌溉水電導(dǎo)率。土壤鹽分運(yùn)動(dòng)的下邊界為濃度邊界，賦予實(shí)測(cè)的地下水電導(dǎo)率值。利用實(shí)驗(yàn)所測(cè)量的土壤溶液電導(dǎo)率數(shù)值來(lái)反映土壤溶液濃度，其單位為mS·cm-1，同樣，利用實(shí)際測(cè)量的電導(dǎo)率值來(lái)反映上、下邊界所涉及的降水、灌溉以及地下水的濃度。

初始條件：c(z，0)=c0(z)t=0Z≤z≤0

下邊界：c(Z，t)=cb(t)

式中：θ0為土壤初始含水率(cm3·cm-3)；Ks為土壤飽和導(dǎo)水率(cm·d-1)；qs為地表水分通量(cm·d-1)，蒸散取正值，灌溉與降水入滲取負(fù)值；co為剖面初始土壤水電導(dǎo)率(mS·cm-1)；cs為上邊界流量的電導(dǎo)率值，cs=0，當(dāng)邊界流量為灌溉水量時(shí)指灌水電導(dǎo)率值(mS·cm-1)；cb為下邊界潛水電導(dǎo)率值(mS·cm-1)。

2 Hydrus模型在土壤水鹽運(yùn)移中的應(yīng)用

2.1 不同土壤質(zhì)地與灌溉方式下的模型應(yīng)用

目前有許多學(xué)者利用Hydrus模型模擬并研究不同土壤質(zhì)地與不同灌溉方式下土壤水鹽運(yùn)移情況。下面將從土壤質(zhì)地與膜下滴灌、畦灌、負(fù)壓灌溉及灌水頻率等角度闡述Hydrus模型的應(yīng)用情況。

2.1.1 土壤質(zhì)地。土壤中水分和鹽分的分布情況以及運(yùn)移規(guī)律受土壤質(zhì)地的影響。利用Hydrus模型對(duì)不同質(zhì)地條件下土壤水鹽運(yùn)移模擬的研究顯示：黏土?xí)璧K水分運(yùn)動(dòng)，即具有較強(qiáng)的保水效果[23]；沙土的導(dǎo)水率比較高，所以水分入滲深度比較深，但是缺點(diǎn)在于沙土中的水分損耗性較大，進(jìn)而造成土壤中鹽分在表層呈現(xiàn)積聚現(xiàn)象，并且隨著時(shí)間的逐漸推移，土壤剖面的水分含量處于一個(gè)較低且變化不大的數(shù)值范圍之內(nèi)。黏壤土的導(dǎo)水性能比較差，水分入滲的深度比較淺，因此土壤中水分的損失概率比較小，從而使得土壤表層以下的含水量維持在一個(gè)較高的數(shù)值[24]。

夾砂結(jié)構(gòu)是我國(guó)西北地區(qū)比較常見(jiàn)的一種土壤質(zhì)地類型[25-26]。由于夾砂層的存在，對(duì)土壤中水分和鹽分分布及運(yùn)移規(guī)律都有顯著的影響[27]。范嚴(yán)偉等[28]采用Hydrus-1D模型模擬了不同土壤質(zhì)地條件下的水分入滲過(guò)程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示Hydrus模型的模擬數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)存在的誤差低于5%。

2.1.2 膜下滴灌。膜下滴灌技術(shù)包括地表覆膜(一般為塑料膜)和滴灌方式兩部分。田間土壤、植被等因素的時(shí)空變化與自然或人為過(guò)程密切相關(guān)，膜下滴灌條件下水鹽運(yùn)移過(guò)程非常復(fù)雜[29-31]，因此利用Hydrus模型在膜下滴灌條件下的研究應(yīng)用比較豐富。Hydrus模擬過(guò)程中，土壤水分、鹽分隨著土層深度的運(yùn)移變化規(guī)律基本上是一致的，主要表現(xiàn)為：土壤上層鹽分呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，土壤下層鹽分呈現(xiàn)上升趨勢(shì)[32-34]。齊智娟[35]對(duì)Hydrus-2D模型在我國(guó)土壤運(yùn)用的可靠性條件進(jìn)行了嘗試，結(jié)果表明：該模型的模擬數(shù)據(jù)與田間資料中的實(shí)測(cè)值吻合度較高，能夠比較準(zhǔn)確地模擬膜下滴灌條件下土壤水鹽運(yùn)移規(guī)律。應(yīng)用Hydrus模型模擬膜下滴灌條件下土壤水分、鹽分運(yùn)移動(dòng)態(tài)，能夠?yàn)楣喔戎贫鹊倪M(jìn)一步優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持，進(jìn)而為區(qū)域土壤水鹽管理提供參考[36-38]。由于Hydrus模型在膜下滴灌條件下的可靠性高，因此，通過(guò)該模型可以很好地預(yù)測(cè)田間土壤水鹽運(yùn)移情況，有利于采取恰當(dāng)措施促進(jìn)灌溉方式的優(yōu)化以及提高田間管理的準(zhǔn)確性。

2.1.3 畦灌。畦灌是指通過(guò)田間渠道或壓低管道來(lái)輸送水分，在此過(guò)程中借助重力和土壤吸力的作用濕潤(rùn)土壤[39]。畦灌需要考慮與土壤滲吸速度、田面坡度、平整程度以及作物種植情況有密切關(guān)系的多種要素，主要包括：土壤類型、畦長(zhǎng)、畦寬、入畦的單寬流量以及改水成數(shù)等[40]。通過(guò)Hydrus模型的模擬，可以較為直觀的展現(xiàn)畦灌的優(yōu)點(diǎn)以及對(duì)灌溉效果的影響程度。

利用Hydrus模型模擬了畦灌條件下水分、鹽分在土壤中的運(yùn)移情況的結(jié)果表明：Hydrus模型可以正確模擬畦灌條件下土壤水鹽運(yùn)移[41]。劉群昌等[42]采用Hydrus-2D模型在不同土壤、灌水量和隔畦寬度條件下對(duì)土壤水分和鹽分的分布以及運(yùn)移情況進(jìn)行模擬，結(jié)果表明，畦寬為120 cm的情況下，灌水量在600～900 m3·hm-2之間，水分利用效率最高，能夠達(dá)到節(jié)水目的并且可以提高作物產(chǎn)量。

2.1.4 負(fù)壓灌溉。負(fù)壓灌溉是一種新型的適用于非飽和土壤的灌溉方式，通過(guò)把供水的壓力控制在負(fù)值，然后進(jìn)行水分灌溉。一方面，該灌溉方式能夠?qū)⒏鶇^(qū)土壤水分控制在最適宜的狀態(tài)，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量；另一方面，負(fù)壓灌溉能夠顯著減少水分用量，在一定程度上抑制土壤表層的無(wú)效蒸發(fā)，顯著提高水分利用效率[43-45]。目前負(fù)壓灌溉的應(yīng)用處于探索階段，利用Hydrus模型對(duì)負(fù)壓灌溉條件下土壤水分以及鹽分運(yùn)移進(jìn)行模擬研究是非常必要的[46-47]。

已有研究利用Hydrus模型在負(fù)壓灌溉方式下模擬不同供水壓力、初始土壤基質(zhì)吸力、灌水器導(dǎo)水率和時(shí)間對(duì)土壤中水分和鹽分運(yùn)移狀況的影響，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，模擬值與實(shí)測(cè)值基本一致[48]。周青云等[49]利用Hydrus-2D模型模擬負(fù)壓灌溉方式下，不同質(zhì)地對(duì)土壤水鹽運(yùn)移的影響，研究結(jié)果表明：沙壤土水分含量較少，土壤中水分的入滲速度較快，不適合使用負(fù)壓灌溉方式；壤土、黏壤土和黏土保水效果較好，土壤中水分含量較高，濕潤(rùn)鋒分布均勻，比較適合負(fù)壓灌溉這種方式。冀榮華等[50]利用Hydrus-2D模型模擬在負(fù)壓灌溉方式下，土壤的垂直剖面中水分入滲規(guī)律，結(jié)果顯示，灌溉條件下土壤中水分的入滲速率與灌水器的半徑存在正相關(guān)關(guān)系。

2.1.5 不同灌水頻率。灌水頻率對(duì)土壤水分和鹽分的空間分布以及土壤溫度的變化具有重要影響，同時(shí)影響植物的生長(zhǎng)狀況[51-54]。利用Hydrus模型對(duì)不同灌水頻率條件下土壤中水鹽運(yùn)移特征進(jìn)行模擬的結(jié)果表明：土層深度位于20～40 cm時(shí)，土壤中水分、鹽分含量的模擬值與實(shí)測(cè)值差異不大，而土層深度介于0～20 cm或者40～50 cm時(shí)，土壤水分及鹽分含量數(shù)值的模擬值與實(shí)測(cè)值存在較大偏差，可見(jiàn)在一定條件下Hydrus模型可較好地描述不同灌水頻率下土壤水鹽分布[55]。目前就灌水頻率的研究多集中于對(duì)作物產(chǎn)量、品質(zhì)改善方面，而灌水頻率條件下Hydrus模型對(duì)土壤水鹽運(yùn)移規(guī)律模擬的研究較少，因此，在此方面有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

2.2 不同鹽堿土改良方式下水鹽運(yùn)移Hydrus模擬

改良鹽漬土的措施主要包括水利工程排水洗鹽、地表覆蓋抑制水分蒸發(fā)、施加改良劑和生物改良[56-57]。

地表覆蓋技術(shù)是指在土壤表層鋪蓋薄膜、秸稈及沙土等物質(zhì)，以此減少土壤中水分的蒸發(fā)；在土壤表層以下鋪設(shè)砂礫層或秸稈層可阻止底層土壤的鹽分隨水分向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而減輕土壤表層鹽分積聚情況[58-65]。運(yùn)用Hydrus模型模擬鹽堿土改良條件下土壤水鹽運(yùn)移情況，該研究具有重要意義及廣闊前景。目前，相關(guān)學(xué)者通過(guò)對(duì)同種土壤不同覆蓋方式(覆蓋材料、夾層埋深及夾層厚度等)以及不同土壤(土壤質(zhì)地、土壤含鹽水平等)同種覆蓋方式下土壤水分、鹽分運(yùn)移進(jìn)行模擬研究，結(jié)果表明，地表覆蓋和表下隔層能夠有效控制土壤表層鹽分的積聚情況，從而有效改良土壤鹽漬化，同時(shí)Hydrus模型能夠比較準(zhǔn)確地反映土壤水鹽動(dòng)態(tài)運(yùn)移過(guò)程[66-68]。

水利工程措施是改良鹽漬土，對(duì)土壤次生鹽漬化過(guò)程進(jìn)行防治的主要途徑，主要包括明渠排水洗鹽、暗管排鹽等方式。該改良措施能夠調(diào)節(jié)和控制土壤水鹽遷移過(guò)程，改善土壤鹽分積聚問(wèn)題，提高土地的生產(chǎn)能力，促進(jìn)土地資源的優(yōu)化利用[69-70]。因此，通過(guò)Hydrus模型對(duì)土壤洗鹽條件下水鹽運(yùn)移的模擬研究，能夠掌握土壤中水分、鹽分的變化規(guī)律，為鹽堿地改良、水資源的持續(xù)性等方面提供科學(xué)依據(jù)。相關(guān)學(xué)者利用Hydrus模型對(duì)豎直壓鹽、明溝排水洗鹽過(guò)程進(jìn)行模擬，分析不同改良方式對(duì)土壤水分和鹽分變化的影響，進(jìn)而對(duì)其時(shí)間變化進(jìn)行預(yù)測(cè)分析[71-72]。利用Hydrus模型模擬暗管條件下土壤水鹽運(yùn)移情況，結(jié)果表明：埋設(shè)暗管能夠在一定程度上提高土壤的滲透性能，容易將土壤中可溶性鹽分排出，對(duì)鹽堿地有顯著的脫鹽效果；經(jīng)過(guò)模型模擬數(shù)值與實(shí)測(cè)數(shù)值的比較驗(yàn)證，在土層深度為20 cm時(shí)，Hydrus模型的模擬精度最高，因此，該模型可以模擬及預(yù)測(cè)土壤中水分以及鹽分的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律[73-74]。

綜上，運(yùn)用Hydrus模型對(duì)不同鹽堿土改良方式下土壤水鹽運(yùn)移動(dòng)態(tài)進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果精度較高，因此，該條件下應(yīng)用Hydrus模型進(jìn)行預(yù)測(cè)研究的可行性較高。但是，改良鹽堿土能夠顯著影響土壤水分運(yùn)移、鹽分分布，作用過(guò)程復(fù)雜，并且作用機(jī)理尚不明確，模擬時(shí)采用的方法并不完善，大部分方法忽略了土壤-大氣之間的水分循環(huán)過(guò)程。因此，對(duì)于不同改良方法對(duì)水鹽運(yùn)移模擬的原理有待進(jìn)一步研究。

3 展 望

現(xiàn)階段，大部分土壤水鹽運(yùn)移研究只是針對(duì)室內(nèi)土柱進(jìn)行的模擬實(shí)驗(yàn)，而田間尺度因其土壤理化性質(zhì)的空間變異性，導(dǎo)致邊界條件比較復(fù)雜，在一定程度上影響了模型在田間尺度上應(yīng)用的精確度，因此田間尺度上Hydrus模擬研究少于室內(nèi)條件下的研究。

Hydrus模型在不同土壤質(zhì)地、灌溉方式、灌水頻率及鹽堿土改良方式等條件下對(duì)土壤水分和鹽分運(yùn)移進(jìn)行了數(shù)值模擬，并且大部分研究中的模擬數(shù)值與實(shí)測(cè)數(shù)值吻合度較高，這在一方面驗(yàn)證了Hydrus模型在土壤水鹽運(yùn)移研究應(yīng)用中的準(zhǔn)確性，另一方面可以利用該模型對(duì)不同條件下水鹽運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而為區(qū)域田間管理提供理論依據(jù)與實(shí)踐價(jià)值。

水鹽運(yùn)移機(jī)理研究不斷深入的同時(shí)，Hydrus模型得到了長(zhǎng)足發(fā)展。土壤水鹽運(yùn)移模型向著綜合化方向發(fā)展，在不同條件下Hydrus模型應(yīng)用要充分考慮水土的相互作用、土壤中多相流的混合作用以及生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程，從模擬水鹽運(yùn)移發(fā)展到模擬物質(zhì)運(yùn)移以及能量傳遞；在不同條件下模擬時(shí)，結(jié)合先進(jìn)技術(shù)或軟件工程對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，提高其精度，達(dá)到擴(kuò)展模型應(yīng)用空間的目的。

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