塔克拉玛干沙漠腹地地下水质的应用评价

长期利用高矿化度地下水灌溉造成沙质土壤的次生盐渍化是塔克拉玛干沙漠腹地建立人工生态系统的主导限制因素之一。据１９９２年与１９９４年在塔克拉玛干沙漠腹地满参与中三点２年的试验研究结果认为：在灌溉水的适宜应用条件下，利用矿化度为４ｇ／Ｌ～５ｇ／Ｌ的地下水灌溉种植瓜果蔬菜和固沙植物是能够成功的；生长季内土壤含盐量＜０．１％。     

极端干旱沙漠中无沙埋干扰时几种固沙植物栽植试验研究

沙埋干扰是沙漠地区乡土植物生存繁殖的必要条件。在塔克拉玛干沙漠腹地,无沙埋干扰地段大多是高矿化度地下水埋深较浅的地段,这些地段盐渍化较重。7a定点观测和试验表明,塔里木沙漠公路沿线丘间地栽植固沙植物逐渐死亡的主要因素不是沙层水分和沙层盐分,而是高矿化度地下水埋深太浅(0.8~1.0 m),即这类地段植物死亡的原因主要是由于植物长期吸收高矿化度地下水使得体内盐分积聚过多无法调节而造成的。因此,在干旱区高矿化度地下水埋深太浅的地段,无沙埋干扰时建立固沙植被应谨慎。     

渗透蒸馏浓缩柠檬酸

渗透蒸馏是适用于浓缩生物制品的一种新型膜过程．以ＮａＣｌ—柠檬酸稀溶液为研究体系，对渗透蒸馏的传质过程进行了研究，实验结果表明，水通量大于６７Ｋｇ／ｍ２·ｄ，柠檬酸可由３００ｇ／Ｌ浓缩到５００ｇ／Ｌ以上，同时还探索了渗透蒸馏和膜蒸馏浓缩柠檬酸的集成膜过程．     

Croundwater Evolution and its Influence on the Fragile Ecology …

塔里木盆地南缘第四系松散沉积物以第三系弱透水层为隔水底板构成良好的储水场所含水层厚２００～９００ｍ,主要由冲洪积卵砾石、砂砾石和细砂组成。地下水位埋深由山前倾斜平原的５０～１００ｍ逐渐过渡为细土平原的１～３ｍ,矿化度相应地由１～３ｇ．Ｌ＾－１变化到３～５ｇ．Ｌ＾－１。大部分地下水由地表径流和渠系、田间灌溉水入渗转化而成,约占地下水补给总量的９４％以上。人类历史时期,气候地下水演变中依旧起着主导作用     

地下水深埋区咸水灌溉对土壤盐渍化影响的初步研究——以民勤绿洲为例

 针对民勤绿洲近几十年来大量开采地下水造成地下水位急剧下降,同时大规模开采地下劣质咸水用于农业灌溉的现状,采用咸水沟灌大田试验,就绿洲地下水深埋区（＞5 m）咸水灌溉对土壤盐渍化的影响进行了研究。结果表明,在地下水深埋区,灌溉水带入的盐分是土壤表层盐分积累的主要来源;播种前大定额淡水灌溉,土壤明显脱盐,但随着生长季内咸水灌溉及灌溉定额的减少,土壤开始返盐,到生长季末,根区土壤显著积盐,2 g·L-1和5 g·L-1咸水灌溉下土壤的积盐率分别为22.67%和35.30%;高垄覆膜种植方式下,膜上沟灌对沟下土壤盐分淋洗明显,但是在行间非覆膜区盐分强烈聚集;咸水灌溉导致根区土壤pH值升高,碱化度增大,绿洲土壤存在着明显的碱化趋势。     

坏囿矿化度地下水灌溉对民勤土壤环境的影响

通过野外试验和室内分析相结合的方法,研究了民勤绿洲农田不同矿化度(0.8g·L-1、2.0g·L-1和5.0g· L-1)地下水灌溉对土壤环境的影响.结果表明:随着灌溉水矿化度的增加,生长季水分消耗量逐渐降低,土壤总孔隙度和土壤有机质含量逐渐下降,而土壤有效水含量和土壤电导率则逐渐增加.当灌溉水矿化度为0.8g·L-1时,收获后土壤中上层(0～60 cm)电导率比播种前明显降低,而底层(60～90 cm)电导率略有增加,即淡水灌溉的淋溶作用明显;当灌溉水矿化度为2.0g,L-1时,生长季中的灌水依然对土壤盐分有淋溶作用,但明显弱于淡水的淋溶效果,收获后土壤盐分有明显的表聚现象;当灌溉水矿化度为5.0g·L-1时,收获后在0～60 cm深度电导率明显增加,在60～90 cm深度没有明显变化.     

咸水灌溉条件下塔里木河下游沙漠土壤水盐运移数值模拟

在塔里木河下游沙漠地区防护林建设过程中,地下咸水灌溉条件下土壤剖面水盐变化明显,且存在一定的规律性。为掌握土壤垂向水盐动态,建立数值模型是十分高效的手段,通过重建土壤剖面的水盐动态过程,可揭示高盐环境下土壤水盐运移规律,服务防护林生态工程建设和后续可持续灌溉管理。通过HYDRUS-1D模拟防护林建设初期不同矿化度地下水灌溉条件下土壤水盐分布特征和时间变化,并根据实测的土壤水盐数据,优化土壤水分特征参数,评价模型的适用性。结果表明:表层(0～30 cm)土壤含水量和含盐量受灌溉影响大,数值波动剧烈,且土壤盐分表聚强烈;深层(50～150 cm)则受灌溉的影响小,数值波动小。数值模型模拟值与实测值吻合,能较好地反映土壤水盐运移情况,建立的模型可用于模拟不同矿化度灌溉条件下塔里木河下游流动沙漠地区土壤水盐运移状况,为该地区生态防护林建设提供理论基础和技术支撑。     

地下水埋深及水质对塔克拉玛干沙拐枣气体交换特性的影响

塔克拉玛干沙漠地下水储量丰富,但因埋深和水质的限制,植物可有效利用的水资源十分有限。通过分析沙漠特有灌木塔克拉玛干沙拐枣(Calligonum taklimakanensis B.R.Pan & G.M.Shen）气体交换特性对地下水埋深和水质变化的响应,探讨了地下水对天然植物分布及生长的影响。结果显示,有天然植被分布的区域地下水埋深一般较浅,土壤水分供应充足;但受地下水矿化度、总硬度、总碱度、全盐含量及各离子含量比例的区域间差异影响,不同区域的塔克拉玛干沙拐枣气体交换特性各不相同。地下水总碱度大小是影响塔克拉玛干沙拐枣光合特性最主要的因素,总碱度增加时,净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）及潜在最大净光合速率（Pmax）、光补偿点（LCP）和光饱和点（LSP）分别从14.9±0.39 μmolCO2·m-2·s-1、6.79±0.21 mmol·m-2·s-1、0.192±0.013 mmol·m-2·s-1、21.4±1.1 μmolCO2·m-2·s-1、175.5±3.5 μmol·m-2·s-1、1 805±31.2 μmol·m-2·s-1降为11.7±0.5 μmolCO2·m-2·s-1、5.79±0.18 mmol·m-2·s-1、0.130±0.009 mmol·m-2·s-1、16.3±2.5 μmolCO2·m-2·s-1、78.1±15.8 μmol·m-2·s-1、1 564±55.6 μmol·m-2·s-1。研究结果还表明,较浅的地下水埋深是沙漠腹地天然生植物生存繁衍的必要条件,塔克拉玛干沙拐枣天然分布区的适宜地下水埋深应在1.5~2.5 m的范围内;塔克拉玛干沙拐枣也具有很强的盐碱耐受能力,在矿化度高达16 g·L-1的环境中依然能正常存活生长。     

新疆铁干里克绿洲水文过程对土壤盐渍化的影响

在对塔里木河下游绿洲地表灌溉水和地下水水质特征及土壤盐分实测分析的基础上,探讨了地表水、地下水过程及其对土壤盐渍化的影响。结果显示：塔里木河下游绿洲灌区地表水矿化度与土壤表层0～50cm盐分含量呈显著正相关,与50～100cm土层含盐量相关性不显著;地下水埋深与土壤盐分含量密切相关,0～50cm表层土壤盐分含量随地下水埋深的增加而下降,其中0～20cm下降幅度最大。当地下水埋深较浅时,绿洲内土壤含盐量高,呈T型分布,盐分表聚性强,土壤盐分含量随土壤深度的增加呈下降趋势;当地下水埋深较深时,绿洲内土壤盐份呈菱形分布,中层土壤盐分高,且地下水矿化度和土壤盐分分布转折点均为6.0m。据此推断,6m是地下水盐分积聚和表层土壤盐分积累停止的临界地下水埋深。     

渭干河灌区地下水埋深与矿化度时空分布动态

以新疆渭干河灌区为例,利用渭干河灌区38眼监测井的1997～2007年期间地下水埋深和地下水矿化度数据,对渭干河灌区地下水位及地下水矿化度的年际变化、季节变化动态及空间分布特征及其变化原因进行初步的分析。结果表明：11 a期间,研究区春季地下水位最高,研究区地下水位从灌区上部往下部或边缘有明显的上升特征。地下水矿化度的...     

微咸水水质对土壤水盐运移特征的影响

微咸水的合理开发和利用不仅有利于缓解水资源供需矛盾,而且有利于生态环境保护和农业可持续发展。通过以微咸水矿化度和钠吸附比（SAR）为两个主要指标,在实验室就8种微咸水水质对土壤入渗特征及水盐动态的影响进行了研究。研究结果表明微咸水矿化度的增加通过改善土壤的团粒结构从而增加了土壤的透水性：而相对土壤钠吸附比较高的情况下,低矿化度低钠吸附比入渗水的钠吸附比对土壤入渗特征影响不明显。土壤的含盐量主要取决于入渗水的矿化度,受钠吸附比的影响不大,矿化度小于或等于3g／L时,表层土壤中的盐分处于平衡状态。土壤溶液的钠吸附比与入渗水的矿化度和钠吸附比均呈良好的线性相关关系,入渗水矿化度越大,钠吸附比越大,土壤饱和溶液的钠吸附比越大。     

塔里木盆地西南缘灌区低洼农田水盐运移特征

为科学治理塔里木盆地西南缘灌区重度盐渍化,对其一处低洼农田水盐进行监测。结果显示：排除漫灌影响,7月初至11月初,农田地下水埋深呈单峰型,表现为监测前期缓慢上升,8月初达到最大值,后波动性降低;而地下水矿化度一直缓慢降低。0～60 cm土壤总盐量表现为单峰型,监测前期缓慢升高,8月达到最大值,后缓慢降低。相关分析表明,整个监测时期,农田地下水埋深、矿化度、0～60 cm总盐量均表现为正相关,且随着土壤深度的增加,总盐量与地下水埋深、矿化度的相关程度增大。     

小区域水平土壤有机质动态变化的评价与分析

采用动态比较的方法，分析评价了中国科学院千烟洲试验站站区范围内开垦利用后土壤有机质含量的总体变化情况及不同利用方式下变异特点。结果表明，具有我国南方低丘红壤区典型特点的千烟洲试验站在人为利用后，站区土壤有机质含量总体呈上升趋势，１１年间土壤有机质平均含量由原来１４．７８ｇ／ｋｇ上升到目前的１５．１３ｇ／ｋｇ。不同土壤之间，原土有机质含量较低的砂红壤、水稳土、潮土有机质含量分别增加了１．４１ｇ／ｋｂ     

石羊河下游民勤绿洲地下水矿化度的时空变异

结合地理信息系统,运用地统计学方法研究石羊河下游民勤绿洲近15年来的地下水矿化度的时空变异规律及其与土地利用变化的关系。结果表明:(1)在1987年和2001年的两个时期地下水矿化度的实验变异函数值与理论变异函数拟合较好,F检验达到极显著水平;(2)地下水矿化度在4km以下小尺度上的随机变异SHR特别小,而在4～40km的中尺度上的结构性变异SHA达99.9%,可以认为研究区域内地下水矿化度在整个尺度上具有恒定的变异;(3)Kriging插值及其与同期的绿洲景观类型图进行叠加运算表明,在变化趋势上,除坝区东南部略有下降外,整个绿洲地下水矿化度都增大,北部湖区最显著;在变化面积上,地下水矿化度在3.0g/L以下的面积从1987年的75.26%降到了2001年的58.54%;而其>4.5g/L的绿洲主要集中在湖区。地下水矿化度较低区域的耕地面积减少,而地下水矿化度3.0g/L以上的耕地面积从7.03%增加到了14.32%,特别是湖区,地下水的矿化已严重威胁到了耕地的存在。     

吉林西部地下水特征及其与土壤盐渍化的关系

研究了吉林西部地下水的主要类型及水文地质特征,新构造运动对第四纪环境和地下水赋存的影响,分析了不同地貌区地下水元素地球化学分异性,元素迁移地球化学过程的转化,探讨了潜水埋深、矿化度、组成、径流条件等对内陆盐渍土壤形成的影响,潜水向上迁移速率与水位的关系,提出了潜水埋深及矿化度与土壤盐渍化程度的定量指标。     

中水灌溉下重金属在土壤中的垂直迁移及其对地下水的污染风险

中水灌溉是解决水资源短缺的潜在途径,关于中水灌溉条件下土壤中重金属的迁移行为及其对浅层地下水的污染风险至今仍缺乏研究。本文通过土柱模拟试验,分析中水灌溉条件下重金属在土壤中的迁移趋势及其对浅层地下水的污染风险。试验用添加重金属（As、Cd、Cu、Pb浓度分别为2、0.2、20、20 mg.kg-1）的人工污水和中水以1年、3年的灌溉量进行土柱淋溶实验。结果表明,淋溶20天（1年的灌溉量）以及60天（3年的灌溉量）,灌溉水中的As、Cd、Cu和Pb主要在表层（0¹0cm）累积。随着淋溶时间的延长,4种重金属（尤其是Cd）表现出向下迁移的趋势。但与地下水I级水质标准（GB/T14848-93）相比,淋滤液中4种重金属均未超标。因此,从本文的模拟试验来看,以北京市当前的中水进行灌溉,As、Cu、Pb对浅层地下水的污染风险不大。     

基于模糊综合优化模型的湛江市地下水灌溉适宜性评价

为分析湛江市地下水灌溉适宜性,选取2016年枯水期(3月)与丰水期(9月)共55个地下水样品数据,基于地下水水化学特征分析,运用模糊综合优化模型对灌溉适宜性进行评价,并利用Wilcox、USSL图解法以及参数MHR等单项指标的评价结果进行验证分析。结果表明,湛江市地下水偏酸性,岩石与水的相互作用是控制该区地下水化学的主要机制,Cl·SO_4-Ca·Na、HCO_3-Na、HCO_3-Ca为地下水主要水化学类型。湛江市93%的浅层地下水和41%的中深层地下水适宜灌溉,丰水期地下水整体的灌溉适宜性优于枯水期。USSL图中93%、Wilcox图中94.5%的地下水样品适宜灌溉,但中深层地下水样中59%的MHR、31%的KR、77%的PI偏高,不适宜长期灌溉。农业水资源利用应以浅井开采为主,部分区域不适宜采用本地地下水进行灌溉。     

沙丘地植物固沙灌溉单元及其计算公式

确定轮灌区面积是沙丘地灌溉设计中最重要的问题。在塔克拉玛干沙漠腹地,通过计算沙丘地入渗率、测定入渗过程与深层损失率以及进行不同流量、不同灌溉面积的反复试验,提出了灌溉单元的定义及计算公式。灌溉单元是一定地区、一定土壤或母质、一定灌溉方式条件下,某一水流量的最大合理灌溉面积。它是确定轮灌区面积的基本单位。对于沟畦灌而言,灌溉单元是指单沟或单畦的最大合理灌溉面积;对于滴灌而言,灌溉单元是指单个支管所能控制的最大合理灌溉面积。     

水盐动态与土地利用变化相互作用的分析

利用1987年和1998年两期土地利用现状图,1988~1998年水文资料和2000年、2001年地下水和土壤水、盐含量的监测资料,分析三工河流域水盐的时空动态变化对流域土地利用的影响。1988~1998年三条河流年出山口总径流量10年间无显著变化,但上游老绿洲耕地面积逐步扩大,引水量逐年增加,可以占到出山口径流总量的90%以上。1998年相对于1988年,上游绿洲地下水位有所下降,而所有下游观测点的地下水位均有所升高,盐渍化问题加剧。通过2000年和2001年三工河流域下游的新垦绿洲地下水、土壤的连续观测表明,从绿洲、过渡带到沙漠中,土壤盐分含量的变化梯度不大,差异不显著,而水分则有显著的下降趋势。但是在过渡带由于受绿洲灌溉过程的影响,地下水位较浅,土壤含水量较高,植被较为稳定,因此绿洲边界始终没有变化。因此水分的减少是绿洲过渡带动态稳定的关键限制因子。绿洲内的撂荒地和靠近绿洲的荒漠草地受绿洲内部灌溉过程的影响,地下水位升高,超过了地下水的临界深度,同时又因为缺少灌溉的反复淋洗,在强烈的蒸发作用下,盐分的表聚现象十分明显,而且整个剖面内盐分的含量都较高,土壤的盐渍化现象非常严重。     

北京市再生水灌溉对地下水的重金属污染风险

通过野外取样分析再生水灌溉、长期污水灌溉条件下土壤剖面和地下水中重金属含量, 预测再生水灌溉对地下水的重金属污染风险。结果表明:污染严重的Cr、Cu和Zn等3种元 素主要在土壤表层0～20cm累积, 0～180cm土层呈先降低后升高, 之后再降低的变化趋势。 污染较轻的As、Ni和Pb在0～60cm土层含量差异不大, 0～180cm土层大致呈先升高后降 低的变化趋势。所有重金属在土壤剖面90cm左右的土层中均存在高值区, 该层含量高于上、 下土层, 高值区的分布位置与北京剖面土壤发生层的分布特征一致, 与成土母质自然发育有 关, 并非表层土壤重金属向下淋溶沉积而成。综合土壤剖面重金属分布特征和调查区地下水 重金属浓度情况, 重金属向下层土壤迁移的趋势很小, 即使凉水河灌区污染严重的Cr、Cu、 Zn,主要在土壤表层累积, 并未导致地下水重金属污染。在当前的水质条件下, 农田再生水 灌溉输入的重金属量低于大气沉降和有机肥施用, 再生水灌溉导致地下水的污染风险小于大 气沉降和有机肥施用。因此相对于大气沉降、有机肥施用等输入途径, 再生水灌溉导致地下 水重金属污染的可能性不大。