银北地区土壤盐渍化形成机理与模拟研究

银北地区位于干旱、半干旱气候带,降水稀少,蒸发强烈,导致本地区土壤盐渍化严重.近年来,由于黄河来水量的逐年减少,引黄灌溉不能满足农业灌溉需求,逐渐开始开采利用地下水.由于银北地区浅层地下水矿化度较高,利用地下水灌溉可能引起次生土壤盐渍化.本文运用PHREEQC模型软件模拟灌溉水与土壤之间的相互作用过程,探讨了土壤盐渍化的形成机理.通过模拟分析得到以下结论:(1)地表水和地下水联合运用是解决银北灌区土壤盐渍化的关键,不同地区采取不同的混合比例,可以实现水资源的高效利用.(2)银北地区灌溉淋洗期间存在蒸发浓缩叠代在2～4次,说明存在轻微蒸发.(3)INVERSE模拟结果说明,银北地区灌溉淋洗期问存在轻微蒸发,水相和固相的相互作用,石膏、白云岩和盐岩溶解,Na+、Ca2+和Mg2+吸附交换,渠水下渗转化为地下水;非灌水期地下水通过毛细管作用强烈蒸发,水相和固相的相互作用,石膏、白云岩和盐岩沉淀,Na+、Ca2+和Mg2+解吸附,使有害盐分氯化物、硫酸盐存留在土壤层中,形成土壤盐渍化.     

环渤海平原土壤盐分不同聚型的水动力学特征

为了解环渤海低平原微咸水灌溉的土壤容盐能力问题,对大量野外监测和采样测试数据进行了研究。结果表明,该平原的土壤盐分剖面分布特征具有表聚型、中聚型和底聚型3种类型,其与蒸发、降水或灌溉入渗影响和潜水位埋深变化相关。不同聚型剖面形成的水动力特征各不相同：表聚型土壤盐分剖面的水势梯度指向地表,其绝对值远大于1.0 cmH₂O/cm;中聚型土壤盐分剖面上部的水势梯度指向地下水面,剖面下部的水势梯度指向地表;底聚型土壤盐分剖面的水势梯度指向地下水面,水势梯度大于1.0 cmH₂O/cm。表聚型土壤盐分剖面不利于微咸水灌溉农田和作物生长。     

南疆棉田表层土壤盐分的空间变异特征分析与应用

通过研究土壤盐分的空间变异,快速准确获取土壤盐分的空间分布是精准农业和环境保护的基础。使用土壤电导率仪(PET2000)网格法在50 m×70 m面积的田块内布点(网格边长5 m),测量棉田表层土壤(0~25 cm深度,每5 cm为一层)电导率;应用ArcGIS9.2中地统计学模块构建、筛选和验证模型;利用地统计学方法研究表层土壤盐分的空间变异规律,进行空间分布预测,并针对棉田表层积盐问题提出了相应的解决措施。结果表明:克里格(Kriging)插值方法中的Rational Quadratic模型适宜预测表层土壤电导率,区内棉田表层盐分的空间变异特征明显,变异系数达到0.578,土壤盐分的空间变异性随深度增大逐渐降低;产生空间变异的主要原因是土壤岩性的空间差异和微咸水灌溉;解决棉田局部积盐的措施是根据土壤盐分空间差异特征的分析与预测进行适时定位灌溉,从而合理利用水资源并改善作物生长环境。     

咸淡水混合灌溉技术应用与实践

咸水与淡水混合灌溉技术,将两种矿化度不同的灌溉水混合使用,目的是降低灌溉水的含盐量或改变其盐分组成.咸淡水混合灌溉在提高灌溉水水质的同时,也增加了可灌水的总量,使以前不能使用的高盐渍度的咸水得以利用.通过对邢台市平原区咸水灌溉条件的实验研究、咸淡水混合灌溉技术分析,邢台市咸淡水混合后矿化度应控制在3g/L以下.结合近年来开展咸淡水混合灌溉实践,在咸水区开展咸淡水混合灌溉,充分利用咸水资源,既减少了淡水的开采量,又对改善当地的生态环境发挥了重要作用.     

冬小麦田咸水灌溉与土壤盐分调控试验

利用浅层咸水灌溉，可使浅层咸水分布区无效降水转化为有效水资源，缓解北方水资源紧缺的矛盾；通过王瞳试验场进行的咸水灌溉与土壤盐分调控试验表明，利用3g/L左右的微咸水连续灌溉5a，根层土壤溶液浓度未超过小麦的耐盐能力，且作物增产；多年盐分变化趋势为：1994－1997年1m深度内土壤总含盐量在一定范围内波动，总体变化不大，连续干旱的1997－1998年略呈上升趋势；麦秸覆盖和施有机肥能减少根层土壤盐分，对土壤盐分具有有利的调控作用，具有增产效果。     

干旱区农田灌溉地下水与土壤水转化及入渗系数计算

在新疆三工河流域地面灌溉条件下,采用负压计、中子仪开展灌溉入渗实验,根据零通量面 ZFP,结合中子水分仪观测数据,采用分层差分求和计算方法,较准确地描述灌溉水在土壤中的分布运动情况及地下水与土壤水的相互转化关系,零通量面的形成变化规律,同时计算出灌溉水的入渗补给量和地下水对土壤水的补给量,得出灌溉期入渗系数和灌水量的关系.     

农田土壤水分和盐分的空间变异性及其协同克立格估值

通过对一块面积为1hm2麦田内的98个观测点取样分析,测定了两个时期的土壤水分和盐分含量。结果表明两个时期的土壤含水量均服从正态分布,底层盐分均服从对数正态分布,而表层的盐分分布具有不确定性。两个时期土壤水分和盐分的变异系数分别属于弱变异和中等变异强度。通过结构分析,发现两个时期的水分和盐分均在一定范围内存在空间相关性。对两个时期土壤水分和盐分空间分布的动态变化进行了比较,同时采用CoKriging方法进行估值,与Kriging法相比,其估计方差减少百分数最大达到了136.3%。     

冻融期土壤水盐变化特征分析——以黑河上游祁连县阿柔草场为例

冻融作用是土地盐碱化的形成机制之一,对冻融区春季积盐有明显的控制作用.在冻融过程中,土壤剖面结构发生变异,形成冻结层、似冻结层和非冻结层.以祁连山黑河上游阿柔草场为例,研究了解冻期土壤水盐运移变化特征.阿柔草场隶属青海祁连山地区,地处西北高寒地区,为季节性冻土区,大面积土壤经历冬冻春融的冻融循环.这种循环引起了土壤中水分和盐分运移的特殊规律,即冻结时土壤中的水分和盐分向冻层迁移,使得冻层的土壤含盐量明显增加;而融化时,由于地表蒸发,土壤中的水分和盐分又向地表强烈迁移,从而造成盐分在地表积聚,诱发盐分两次抬升.     

张掖市城市湿地土壤盐分、pH值和含水量的空间异质性分析

基于区域变量化理论,运用传统统计学和地质统计学方法,以张掖市城市湿地为研究区,定量分析湿地土壤盐分、pH值和含水量的空间异质性.结果表明:土壤盐分较高,呈一定的碱化趋势;盐分属于强变异程度,pH值属于弱变异程度,含水量属于中等变异程度;根据半方差函数理论模型分析,盐分受结构性因素较大影响表现为强空间相关性,pH值受随机...     

稳定流场中饱和均质土壤盐分迁移的传递函数解

通过对淹灌条件下砂质壤土的盐水入渗试验,以传递函数模型作为数学模拟的工具,探讨了对流占优运移机制下土壤盐分的迁移特征,得到了盐分在45cm土层的迁移时间概率分布函数与迁移时间概率密度函数及土壤盐分平均孔隙流速和水动力弥散系数,进行了盐分出流过程的数学模拟,同时对描述稳定流场中土壤盐分对流迁移特征的有关参量进行了初步分析。     

土壤生物对土壤有机碳稳定性的影响

应对全球气候变化及制定温室气体减排措施必需了解土壤有机碳的稳定性。当前,比较公认的有机碳稳定机制包括选择性保存,空间不可接近性和分子交互作用。虽然已经有了大量的研究,但至今对土壤有机碳稳定性的稳定机制了解仍不完善,特别是有关土壤生物对有机碳稳定性的贡献没有受到足够重视。在此,我们首先基于公认的有机碳稳定机制探讨土壤生物对有机碳稳定性的影响,随后从土壤生物本身特性及生物与生境协同进化角度出发分析了土壤有机碳的生物稳定机制,特别强调了权衡有机碳稳定性与分解功能服务价值的重要性,最后从土壤生物角度展望了土壤有机碳稳定性研究中的重要方面。     

土体腐殖质对水泥土固化的影响

结合软土工程实例,探讨了腐殖质对水泥土作用的规律性.试验结果表明:水泥土中结合态腐殖酸均与原土差异较大;水泥土中腐殖酸光密度E465 /E665 值变大,松结态w(C)FA /w(C)HA 变大,稳结态w(C)FA /w(C)HA 减小.在水泥土水化反应中,土体腐殖质与Ca 2 、Al 3 等生成钙键、铝键等复合体.     

土壤表层CO_2的释放与土壤水分波动

贵州虽地处雨量充沛、气候潮湿的亚热带,但近年来旱地土壤往往出现明显的干湿循环现象,这是因为：１）森林植被遭到破坏,使其对气候的调节功能大不如前,导致出现多年气候异常,最大的年降雨量与最小的年降雨量之间相差５００ｍｍ以上,旱涝灾害频繁;２）喀斯特地貌土...     

离子土固化剂加固滑坡滑带土的试验研究

研究开发快速经济和行之有效的滑坡治理方法与理论, 一直是各国滑坡防治研究工作的重点.本试验研究使用一种经济适用的离子土固化剂(Ionic Soil Stabilizer, 简称ISS) 对提高滑带土的抗剪强度进行了探索.滑带土首先通过ISS不同配比水溶液的处理, 然后进行阿太堡试验、剪切试验、固结试验和自由膨胀率试验.试验结果表明: 滑坡滑带土在加入离子土固化剂后, 土的塑性指数降低, 粘聚力提高, 孔隙比和自由膨胀率减小.其机理为: 在以粘性土为主的滑带土中加入离子土固化剂, 通过物理化学原理, 它能取代吸附在粘土表面的可交换性阳离子, 改变粘土颗粒表面的双电层结构, 减小结合水膜厚度, 将滑带土的亲水性改为憎水性, 从而提高滑带土的抗剪强度.      

强夯过程中软弱土和橡皮土的处理技术

分析了地基强夯前软土和强夯过程中局部橡皮土的成因,鉴别方法,总结了多种预防措施和治理方法,可为同类工程提供借鉴和参考。     

基于原状土柱土壤水分传感器率定方法的研究

土壤水分传感器在现场安装后,需要针对现场土壤状况对其进行率定,以便校准率定关系。在工程实践中,土壤水分传感器现场率定是一项步骤繁杂、操作要求高、现场取土难度大、耗时较长的一项工作,严重困扰工程项目的实施。开展基于原状土柱率定土壤水分传感器研究,通过现场采集原状土柱,在实验室浸泡至饱和后取出,让土壤水分自然散失,用称重法定期称量原状土柱重量,同时记录土壤水分传感器原始测量值,以此来研究土壤水分传感器的工程率定问题,探讨提高现场安装的土壤水分传感器率定效率的方法,具有现实意义。     

基坑支护中土钉内力计算方法对比分析

大量足尺模型试验和实地监测结果表明,土钉支护中土钉内力具有开挖效应,土钉最大拉力出现在基坑中部,上部和下部内力均较小.规范《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-99）及《基坑土钉技术规程》 （CECS 96∶97）的设计计算理论均不能准确反映土钉墙现场原型观测中实际土钉力,以上问题给合理确定土钉长度带来困难,使计算土钉力及确定长度更多依靠经验,造成土钉力设计偏于不安全或偏于保守.通过分析现行规程计算土钉力与实测土钉力的不一致性,指出现行规程计算方法存在的缺陷,进而分析研究土方开挖对土钉力的影响,讨论了基于增量法的土钉内力简化计算方法.     

用土壤溶液提取器采集土壤溶液方法与效果

土壤溶液已成为土壤、植物营养、生态环境等学科的重要研究内容，如何有效提取土壤溶液已成为一个重要的技术问题。目前国内采用的土壤溶液采集方法大多处于试验阶段，利用陶土头土壤溶液提取器采集土壤溶液是比较常用的方法之一。就南京周边及南通地区利用陶土头土壤溶液提取器开展土壤溶液系统采样试验的结果，总结了土壤类型、地貌等自然因素对试验效果的影响，为提取土壤溶液提供了可靠的方法技术。