土壤水全时空调控的初步探讨

农业是第一用水大户,有利利用土壤是实现黑龙港地区农业可持续发展的关键,本文分析了黑龙港地区主要作物需水与降水的关系,建立了作物生长条件包气带流动系统的概念,并以此为基础提出了土壤水全时空调控的概念,探讨了土壤水全时空调控的涵义与措施,指出土壤水调控是一系统工程,必须多种措施有机结合,简单介绍了王瞳试验场开展的田间土壤水调控试验成果。     

冻融过程对景电灌区草窝滩盆地土壤水盐动态的影响

景电灌区为干寒气候,蒸发强烈,季节冻土发育,土壤地下水位以上非饱和带毛细作用发育,在地表蒸发作用下,通过毛细作用,地下水不断地向地表运动,导致大量盐分到达地表.虽然蒸发作用下的毛细水运动在土壤水分垂直运动中占绝对优势,但自上而下的季节冻结和融化过程对土壤中水盐重分布的影响也起着重要的作用.基于冻融作用对水盐迁移驱动力和土壤结构等参数的影响,分析了冻融作用下水盐重分布的综合特征.     

关于海河平原土壤水盐动态调控指标的探讨

半干旱地区土壤水盐动态的特征是：盐渍与旱涝相联系；旱季蒸发和盐与雨季淋溶脱盐两种过程交替发生；土壤与地下水水盐运动相互作有。防治土壤盐渍化，不仅要调控土壤根层盐渍度不超过作物耐盐国界值，而且要调控地下水埋深在临界动态；即旱季在防治盐渍化的临界深度（2－3m）；雨季前在防涝蓄雨深度（4－6m），雨季在作物抗湿深度（0．5－1．0m）。最大限度地把天然降雨转化为可利用的水资源，使旱涝盐渍得到综合治理。目前海河平原已有大面积盐渍土得到改良，但还存在潜在盐渍化土壤。土壤根层盐渍度已低于作物耐盐度，但有的心底土盐分重，或地下水矿化度高，一旦地下水位升高仍会发生盐渍化。这个地区又是引黄或引江灌区所在，调控地下水埋深在临界动态，是预防灌溉次生盐渍化发生地关键。     

河西走廊花海剖面晚冰期以来年代学及沉积特征研究

选择位于河西走廊的花海古湖泊沉积剖面作为研究对象,根据13个普通14C和5个AMS14C年代结果,以沉积物岩性特征为主要指标,建立了晚冰期以来花海湖泊沉积的年代框架及环境变化过程.结果表明:花海地区新仙女木期和晚冰期花海湖泊主要以芒硝沉积为主,指示了较低的温度环境.芒硝沉积中的淤泥细线为短暂升温标志,芒硝-淤泥-芒硝的...     

科尔沁草甸地冻融期土壤水热盐动态迁移规律

为掌握科尔沁草甸地冻融期土壤水、热、盐迁移规律,以科尔沁左翼后旗阿古拉生态水文试验站2013年10月—2014年5月土壤冻融期实测气象、土壤等数据为基础,用统计分析法对研究区草甸地冻融期土壤温度、水分、盐分的变化规律进行了分析。结果表明:气温对土壤剖面温度的影响随着土壤深度的增加而降低,土壤剖面温度变化滞后于气温变化的时间取决于气温升降幅度,且没有显著的规律;由于气温回升速度大于降温速度,导致土壤消融速度比冻结速度快;土壤冻结过程由表层向下进行,冻结温度与土壤含盐量呈负相关关系,用温度的线性内插法准确确定草甸地于2014年3月9日达到最大冻深104 cm;土壤消融时受地下暖土层热流和地表温度双重影响,由底部向地表和由地表向冻结层进行双向消融;地下水位埋深较浅,受土壤冻融作用影响,升降趋势显著;草甸地土壤冻结期盐分向地表积聚,并于2月达到最大,后经消融及雨水淋润作用开始下降;冻融期盐分变异性大于水分变异性,说明盐分的运移过程更为复杂。     

恒温下含硫酸钠盐粗颗粒土盐胀特征及过程研究

通过恒温条件下粗颗粒土盐胀试验，对粗颗粒土盐胀特性进行了分析和讨论，试验结果表明，粗颗粒土不具有强烈盐胀特性，然而，粗颗粒土体一旦形成硫酸钠盐聚集层后，遇外来水分、会发生突发的破坏性盐胀，造成建筑物的破坏。     

第四系泥岩型生物气储层特征及动态成藏过程

第四系泥岩型生物气作为非常规油气领域一种新型的资源类型,具有巨大的资源潜力和勘探开发价值。以柴达木盆地三湖地区第四系泥岩型生物气为例,通过岩心观察、光学显微镜、扫描电镜、高压压汞、族组分分析等实验手段,分析了第四系泥岩型生物气储层特征及动态成藏过程。结果表明,第四系泥岩型生物气储层具有砂泥薄互层频繁交互、纵横向非均质性极强的特点。成岩作用处于早期阶段,R_o小于0.3%,岩石固结程度低,含贝类壳体没有石化,孔隙度普遍在20%以上,仍以微纳米孔隙为主,含极少量毫米孔隙。泥岩储层TOC极低,平均0.2%~0.4%,干酪根以Ⅲ型为主,主要成分是粗纤维,其次是半纤维素、有机氮,是第四系泥岩生气的主要母质来源。第四系泥岩型生物气为甲烷为主的干气,平均含量98.85%,地层水水型以CaCl₂型为主,酸碱度中等偏弱酸性。泥岩突破压力是甲烷滞留成藏的主要动力,低渗、富水和黏土的特征决定了泥岩具备自封闭能力。极低的气候温度、极高的水体盐度、充足的气源条件、有效的自封闭性是泥岩型生物气成藏的关键要素,以此建立了凹陷区自封闭富集带、斜坡区水封富集带、构造高点泥岩气-砂岩气叠合富集带等三种泥岩型生物气成藏模式。     

河西走廊地区石炭系烃源岩的特征

通过对河西走廊地区石炭系烃源岩的分布、有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度等特征的综合评价,指出河西走廊地区石炭系广泛分布以暗色泥页岩、炭质泥岩为主的烃源岩,具有厚度大、有机质丰度高、以Ⅱ—Ⅲ型干酪根为主的烃源岩。平面上,河西走廊东部中卫—靖远地区石炭系生烃条件最为有利,纵向上,靖远组和羊虎沟组为主要的烃源岩发育层段。总之,河西走廊地区石炭系不乏油气生成的物质基础,是油气勘探值得重视的新层系。     

河西走廊盆地地下水的氦同位素指示

详细讨论了河西走廊的张掖、永昌和武威盆地地下水中同位素3He/4He、4He/20Ne和δ13C的组成与分布特征。结果表明,泉水溢出地表后尽管受大气不同程度的混染,其中仍含有明显的深源氦气的组分,包括放射性元素铀和钍的蜕变及锂诱发的核反应生成的壳源4He与地球形成初期储存于地幔中的原始3He。这些氦气挥发份随NNE和WNW向活动断裂带向上迁移,直至被循环的地下水带至地表。     

河西走廊地区石炭系烃源岩的特征

通过对河西走廊地区石炭系烃源岩的分布、有机质丰度、有机质类型、有机质成熟度等特征的综合评价,指出河西走廊地区石炭系广泛分布以暗色泥页岩、炭质泥岩为主的烃源岩,具有厚度大、有机质丰度高、以Ⅱ-Ⅲ型干酪根为主的烃源岩.平面上,河西走廊东部中卫-靖远地区石炭系生烃条件最为有利,纵向上,靖远组和羊虎沟组为主要的烃源岩发育层段.总之,河西走廊地区石炭系不乏油气生成的物质基础,是油气勘探值得重视的新层系.     

河西走廊地区石炭系—二叠系油气地质条件与含油气前景

对河西走廊地区石炭系—二叠系沉积演化、生烃条件、储集条件、生储盖组合类型和保存条件进行了研究,认为区内石炭系—二叠系具有良好的油气地质条件,是值得重视的油气勘探新层系。研究区早石炭世—早二叠世早期,以浅海相—海陆交互相沉积为主,前黑山组—太原组发育多套暗色泥岩或炭质泥岩为主的烃源岩,有机质含量中等—较高,以Ⅱ~Ⅲ型干酪根为主,烃源岩演化进入成熟—高成熟阶段;储集层以碎屑岩为主,成岩作用强烈,原始粒间孔隙不发育,但不乏溶蚀孔隙较发育的中等—较好的碎屑岩储集层,而且碳酸盐岩也是区内重要的储集层类;中生界为区域盖层,石炭系—二叠系内部的砂泥岩组合构成纵向上的储盖组合;可形成内生连续式、上生下储式、潜山式等多种生储盖组合类型。石炭系—二叠系广泛分布的油气苗或钻井油气显示,为存在油气生成、运移与聚集的过程提供了依据。     

河西走廊荒漠区植物生长与水分变化关系分析

为了分析荒漠化防治中荒漠植物生长与降水、土壤水和地下水的关系,在河西走廊荒漠区建立了荒漠化综合防治试验站进行长期定位监测,取得了降水、土壤水、地下水、植物盖度、生物量等数据,采用特征参数算法、相关和逐步多元回归方法,对植物生长和水分的年内、年际变化特征及相关回归模型进行了分析.结果表明：2006-2014年际变化上,土壤水变化最剧烈,降水、生物量、盖度变化剧烈程度极接近,且也较大,地下水位变化最缓和.盖度呈波动性增大趋势较明显,生物量略有增加趋势,降水、土壤水、地下水位变化呈波动性略有降低趋势,但不明显.在植物生长季的3-11月份期间,土壤各层含水率变化步调基本一致,生物量和盖度变化步调基本一致,降水量、地下水埋深变化步调基本一致,年内变化幅度从大到小依次为降水量 > 地下水埋深 > 生物量 > 平均盖度 > 土壤质量含水率.盖度、生物量模型均通过了R拟合检验、F方差检验、t回归系数检验,通过模型可预测变差的58.0%、98.7%,准确率可达52.0%、86.2%.研究成果可为荒漠化防治中的水资源管理以及退耕还林、天然林保护、黑河流域综合治理等工程对水资源影响评估等提供科技支撑和参考数据.     

河西走廊地区石炭系—二叠系油气地质条件与含油气前景

对河西走廊地区石炭系—二叠系沉积演化、生烃条件、储集条件、生储盖组合类型和保存条件进行了研究,认为区内石炭系—二叠系具有良好的油气地质条件,是值得重视的油气勘探新层系。研究区早石炭世—早二叠世早期,以浅海相—海陆交互相沉积为主,前黑山组—太原组发育多套暗色泥岩或炭质泥岩为主的烃源岩,有机质含量中等—较高,以Ⅱ~Ⅲ型干酪根为主,烃源岩演化进入成熟—高成熟阶段;储集层以碎屑岩为主,成岩作用强烈,原始粒间孔隙不发育,但不乏溶蚀孔隙较发育的中等—较好的碎屑岩储集层,而且碳酸盐岩也是区内重要的储集层类;中生界为区域盖层,石炭系—二叠系内部的砂泥岩组合构成纵向上的储盖组合;可形成内生连续式、上生下储式、潜山式等多种生储盖组合类型。石炭系—二叠系广泛分布的油气苗或钻井油气显示,为存在油气生成、运移与聚集的过程提供了依据。     

河西走廊特殊地形与大风的关系探讨

运用河西走廊1951-2010年大风资料,参考相应地区的的地形特征,探讨了地形与大风发生的关系. 结果表明：地形的狭管效应对局地大风风速的突然加强是河西走廊多大风的重要原因,海拔是影响大风日数、最大风速和持续时间的重要因素. 祁连山的阻挡作用是造成山区北侧大风日数偏少、最大风速偏小和持续时间偏短的重要因素;地形与河谷走向是影响大风风向的重要因素.     

河西走廊地区路基阴阳坡效应及合理高度分析

河西走廊是丝绸之路的咽喉,区域内季节冻土路基的稳定性对亚欧大陆运输通道有重要影响。以张掖地区季节冻土路基为例,基于传热学及弹塑性变形理论探讨了路基在阴阳坡效应下的地温和变形分布;通过比较路基最大冻结深度到地下水位的距离与毛细水最大上升高度,得到河西走廊地区路基合理高度的确定方法及拟合公式,来表示其与地下水位以及年平均气温的相互关系。结果表明：张掖地区路基阴阳坡效应明显,阴坡冻结时间比阳坡长2个月;1月阴阳坡的温差最大,达到3℃;2月,路基的竖向最大位移达到26 mm,横向位移差达到6 mm;路基合理高度随年平均气温的升高而逐渐降低,随地下水位的增加而逐渐变大,其随年平均气温的变化幅度小于地下水。该研究可定性分析路基合理高度与年平均气温、地下水位的关系,为河西走廊地区定量计算路基高度提供理论参考。     

甘肃河西走廊地区气候暖湿转型后的最新事实

应用1981-2011年甘肃省河西走廊地区19台站逐日降水资料, 研究了该区域年和四季降水量、雨日、降水强度的气候变化特征. 结果表明: 整个河西走廊秋季及酒泉市东部到张掖市冬季降水呈显著增加; 夏季雨日显著减少, 秋季雨日显著增加; 秋季降水强度普遍增强. 与1990年代相比, 2000年代秋季、春季和冬季降水量占年降水量的比重分别提高了9.4%、3.9%和1.8%, 仍有暖湿化倾向, 其中, 秋季暖湿化显著, 而夏季降水比重却减少了15.3%, 有暖干化趋势. 2000年代降水量、雨日和降水强度极端气候事件明显增加: 从季节看, 秋季发生频率最高, 约占同季全部极端事件的80%左右, 其次是夏季和冬季, 各占60%, 春季和年各占50%; 从要素看, 雨日发生频率最高, 占全部极端事件的近70%, 降水量次之, 占60%, 雨强占50%. 与1990年代相比, 2000年代500 hPa、200 hPa和700 hPa 高度场、相对湿度及比湿有明显的年代际变化, 对秋季降水有利而对夏季降水不利.     

河西寒旱区盐渍土地层温湿度变化模式

盐渍土病害的发生与发展在很大程度上取决于土体内水、热变化状况。笔者以甘肃酒泉瓜州地区戈壁盐渍土为原型,利用硅半导体温度测量方式和时域反射技术（TDR）实时监测了盐渍土地层温度和湿度变化情况,分析了河西寒旱区盐渍土地层温湿度的变化模式。结果表明：研究区地层温度的日变化和年变化分别表现为一定周期的正弦曲线,地表处温度变化最剧烈;随深度增加温度变化幅度呈指数衰减,对环境气温的滞后效应也明显增加,日温度变化影响深度为40~50 cm,年温度变化影响深度为500~600 cm。因强烈的蒸降比和较深的地下水位,研究区地层基本无外界水分补充或损耗,地层湿度在一定时期内基本不发生明显变化,仅降水时期在浅表部有所波动。分析表明,研究区浅部100~150 cm深度范围内温度变化较大的地层中存在发生盐渍土病害的可能性,这也在很大程度上取决于地层的湿度情况,因此工程建设中应做好浅表层的防排水措施。