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曾文治

学历: 博士
学位: 博士
专业方向: 农业水利工程
专业技术职务: 副教授
工作单位: 武汉大学
责任导师:黄介生
获重大人才培养奖励计划、基金资助项目情况:

序号

年度

项目名称

1

2021-2023

第六届青年托举人才/中国科协/45万(负责人)

2

2022-2025

国家自然科学基金面上项目:土壤-作物系统水分传导对水肥盐耦合作用的响应机理及模拟研究/国家自然科学基金委/58万(负责人)

3

2019-2022

国家自然科学基金面上项目:盐渍农田间作系统的水肥耦合效应、机理及模拟研究/国家自然科学基金委/59万(负责人)

4

2020-2022

国际交流项目:土壤盐渍化的联合治理模式及其与作物生长的交互影响机理研究/国家自然科学基金委中德科学中心/112万(负责人)

5

2017-2019

国家自然科学基金青年基金项目/考虑补偿效应的盐渍农田作物水氮吸收规律研究与模拟/国家自然科学基金委/20万(负责人)

6

2017-2019

中国博士后科学基金特别资助项目:多尺度盐渍农田水肥耦合机理研究及模型构建/中国博士后科学基金/18万(负责人)

7

2021-2024

黑龙江省揭榜挂帅项目:基于人工智能的遥感技术建立农作物产量和损失程度模型及遥感应用/黑龙江省科学技术厅/600万(负责人)

 

主要科研经历及贡献:

科研经历:

2018-至今:武汉大学水利水电学院副教授、水利工程系副主任、水利水电工程实验中心副主任、农田水利与水环境实验室主任。

2016-2018年:德国波恩大学,博士后交流

2015-2018年:武汉大学,博士后

2013-2015年:美国亚利桑那大学,联合培养博士研究生

2010-2015年:武汉大学,获工学博士学位

2006-2010年:武汉大学,获工学学士学位 

科研贡献:

主要从事水土资源高效利用与灌区信息化等方面的研究工作。具体科研贡献如下:

(1)    建立灌区--作物空天地一体化监测系统,为发展高效节水灌溉,实现智慧灌溉决策等灌区现代化建设中的关键问题提供快速、准确的数据支撑。

(2)    量化了灌区水盐空间分布不均导致的补偿效应,在此基础上揭示了灌区---作物耦合作用机制,建立能够考虑---作物复杂交互作用的灌区作物生长模型,为灌区水肥精量智慧管理提供理论支撑和实用工具。

(3)    初步提出了灌区土壤盐碱化的水利改良和生物治理模式,为灌区土壤环境改善和作物提质增产提供理论支撑和应用策略。

 

发表论文、专著的情况

[1]   AO C, ZENG W, WU L, QIAN L, SRIVASTAVA A K, GAISER T. Time-delayed machine learning models for estimating groundwater depth in the Hetao Irrigation District, China [J]. Agricultural Water Management, 2021, 255, 107032. DOI:10.1016/j.agwat.2021.107032

[2]   DONG J, ZENG W, LEI G, WU L, CHEN H, WU J, HUANG J, GAISER T, SRIVASTAVA A K. Simulation of dew point temperature in different time scales based on grasshopper algorithm optimized extreme gradient boosting [J]. Journal of Hydrology, 2022, 606, 127452. DOI:10.1016/j.jhydrol.2022.127452

[3]   HOU Y, ZENG W, HOU M, WANG Z, LUO Y, LEI G, ZHOU B, HUANG J. Responses of the Soil Microbial Community to Salinity Stress in Maize Fields [J]. Biology, 2021, 10(11): DOI:10.3390/biology10111114

[4]   LIU S, ZENG W, WU L, LEI G, CHEN H, GAISER T, SRIVASTAVA A K. Simulating the Leaf Area Index of Rice from Multispectral Images [J]. Remote Sensing, 2021, 13(18): DOI:10.3390/rs13183663

[5]   MA T, ZENG W, LEI G, WU J, HUANG J. Predicting the Rooting Depth, Dynamic Root Distribution and the Yield of Sunflower under Different Soil Salinity and Nitrogen Applications. Industrial Crops and Products, 2021, 170(113749. DOI:10.1016/j.indcrop.2021.113749

 

获得的专利:

1)曾文治;陈名媛;敖畅;伍靖伟;黄介生. 基于等温吸附曲线预测土壤粘粒含量或盐分含量的方法, 2020-5-26, 中国, ZL201910435733.0. (国家发明专利)

2)曾文治;刘丹;敖畅;伍靖伟;黄介生. 用于指导盐碱地暗管布置组合的方法, 2020-7-10, 中国, ZL201911028391.7. (国家发明专利)

3)曾文治; 马韬; 伍靖伟; 黄介生. 考虑多种盐氮水平的向日葵动态根系分布模型的构建方法, 2020-11-17, 中国, ZL201911028391.(国家发明专利)

4)曾文治;刘义;敖畅;雷国庆;蒋永华;黄介生. 水盐模拟模型中暗管排水排盐边界的改进方法,2021-8-3,中国,ZL202010663696.1.(国家发明专利)

 

项目依托的科研平台、科研项目:

项目背景:西北旱区近年来由于大规模发展节水灌溉导致农田土壤水盐状况改变,土壤次生盐渍化问题凸显,如何通过工程措施实现节水抑盐的双重目标是该地区亟待解决的问题。

总体目标:本项目以新疆地区为典型,以该地区主要作物棉花为代表,结合该地区普遍采用的膜下滴灌和正在尝试的暗管排盐措施,通过室内外试验和数值模拟分析,探讨暗管排盐条件下土壤水盐运移规律并构建相应的数学模型,揭示淋洗条件下的暗管排盐机理及其水盐运移特征,提出排盐暗管埋深间距计算方法;优化排盐暗管的埋深、间距等工程参数,研究暗管、明沟、竖井等各类排盐工程的组合模式及排盐效果;探讨以膜下滴灌与暗管排盐为主要节水抑盐手段的灌排协同调控运行方式,分析其增产、节水、抑盐、经济、环境等综合效益,形成适合西北内陆干旱区主要作物的节水抑盐灌排协同调控优化模式及工程范式。

拟解决的关键科学问题:

1)长期膜下滴灌条件下不同尺度的土壤盐分累积、分布规律及淋洗需求

膜下滴灌时,盐分随着滴灌水分向周边运移,因此作物的根区含盐量可控制在作物阈值范围内,盐分逐渐在湿润锋边缘积聚。一旦灌溉停止,在强烈的蒸发作用下,盐分将随着土壤水分的上移而返回作物根区及地表。在膜下滴灌与蒸发的交替作用下,尽管短期内作物根区基本可以维持正常的水盐状况,但随着膜下滴灌的长期运用,根区边缘的盐分累积逐年增多,仅靠膜下滴灌将难以维持根区盐分平衡。要防止长期膜下滴灌条件下土壤盐碱化的发生就必须配合淋洗,而要合理确定淋洗定额和频次,就必须弄清土壤盐分在作物根区、田间和区域尺度的累积、分布规律及淋洗需求。

2)区域组合排盐条件下的土壤水盐运移及排盐效果和综合效益的定量表征

采用暗管、明沟、竖井及干排盐等多种方式组合排盐时,其土壤水盐运移过程十分复杂,要优化区域组合排盐工程,对这一过程及不同工程模式的排盐效果和综合效益进行定量表征是本项目另一个关键科学问题。

 

研究内容与技术路线:

1)暗管排盐条件下土壤水盐运移规律及耦合模型研究

通过室内实验、大田试验,研究暗管排盐条件下土壤水盐运移规律;综合运用土壤水-地下水运动理论、饱和-非饱和溶质运移理论构建暗管排盐条件下土壤水盐运移耦合模型;结合室内外试验和数值模拟,分析不同灌溉制度、淋洗定额、不同地下水埋深、不同土质及土层结构情况下土壤水盐从入渗到进入和排出暗管的全过程运移规律,揭示淋洗条件下暗管排盐机理及其水盐运移特征,提出排盐暗管埋深间距优化计算方法。

2)膜下滴灌与暗管排盐协同调控运行方式及调控效果分析

构建膜下滴灌与暗管排盐协同调控情况下土壤水盐运移模型,通过大田实验和数值模型,分析长期膜下滴灌条件下作物根区、田间和灌区等不同尺度盐分累积及分布规律,以及暗管排盐与膜下滴灌土壤水盐运动之间的互馈机制;分析不同滴灌制度与淋洗制度的节水抑盐效果,提出膜下滴灌与暗管排盐协同作用下的灌排协同调控运行方式。

3)区域排盐工程模式及排盐效果分析

运用暗管排盐条件下的土壤水盐运移模型,针对新疆地区典型农田开展田间试验及参数率定;分析模拟不同暗管埋深间距坡度、不同暗管型式尺寸和结构情况下土壤排盐效果,提出暗管排盐的适用条件及合理的暗管埋深间距等关键参数;针对典型农田,研究区域农田排水排盐工程的合理布局,提出合理的区域排盐工程模式。

 

预期成果:

1)提出西北干旱区主要作物的灌排协同调控模式。

2)获批国家级科研项目1-2项。

3)发表4-6篇高质量学术论文。

4)申请国家发明专利2-3项。

5)登记软件著作权1-2项。

6)参加国际、国内学术会议2-3次。

科研平台及研究队伍:

项目依托的科研平台为武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室。研究队伍组成包括教授1人、副教授1人、副研究员1人、博士后1人,博士研究生6名,硕士研究生10名。