宁夏六盘山不同森林类型土壤贮水与入渗研究

为了评价六盘山不同森林类型的水源涵养生态功能,本文对六盘山7种森林类型林地土壤的贮水和入渗特征进行了研究。结果表明:不同纯林林地的土壤饱和贮水量依次为5 151.867 t/hm3,4 798.500 t/hm3,4 632.533 t/hm3;不同混交林林地的土壤饱和贮水量依次为6 261.542 t/hm3,5 380.267 t/hm3,5 254.222 t/hm3,5 019.700 t/hm3;土壤贮水量随土壤容重和孔隙度变化的差异不显著,土壤持水率随土壤容重和孔隙度变化的差异极显著。不同纯林林地的土壤初渗速率依次为7.18mm/m in,9.06mm/m in,13.77mm/m in;稳渗速率依次为0.70mm/m in,2.04mm/m in,2.15mm/m in;不同混交林林地的土壤初渗速率为9.32mm/m in,8.20mm/m in,6.94mm/m in,3.38mm/m in;稳渗速率为2.74mm/m in,1.22mm/m in,2.50mm/m in,1.42mm/m in;土壤初渗速率和稳渗速率随土壤容重和总孔隙度变化的差异不显著,土壤初渗速率和稳渗速率随土壤毛管孔隙度与非毛管孔隙度变化差异极显著。     

甘蔗节水灌溉(喷灌)试验

对比分析了节水灌溉(喷灌)、抽水灌溉(漫灌)对甘蔗生长和蔗茎产量的效应。结果表明,采用节水灌溉(喷灌)技术,在实际用水量仅为抽水漫灌用水量一半的情况下,依然可以满足甘蔗正常生长的水分需求,甘蔗在株高、有效茎数、蔗茎产量等农艺指标上与抽水漫灌的基本一致。     

点源入渗与蒸发条件下土壤水盐运移试验研究

研究盆栽条件下 ,低水量滴灌入渗及蒸发过程土壤水盐运移规律。结果表明 ,入渗过程中 ,当灌水速度为 0 .5L·h-1,灌水量为 0 .5、1.0、1.5L时 ,土壤表面湿润半径分别为 13、15、16cm ,湿润深度分别为 15、17、2 0cm。在灌水中心附近 ,土壤水分分布较边缘集中 ;盐分随水向四周扩散 ,最后积聚在干、湿土体交界处。低灌水速度情况下 ,盐分最高积聚区离湿润锋 2cm左右。蒸发过程中 ,表土层 2cm范围内土壤水分变化较剧烈 ,土壤水分逐渐集中在湿润土体中心 ;盐分表聚性逐渐减弱 ,土体边缘盐分变化量较土体中心大 ;蒸发前后 ,蒸发水量 6 6 8g ,表层 2cm范围盐分增加 7.17g。     

土壤砂砾覆盖对入渗和蒸发影响研究进展

砂砾覆盖能防止土壤表面受到雨滴侵蚀,切断土壤的毛细管作用,从而对土壤入渗和蒸发规律产生影响。介绍了国内外砂砾覆盖对入渗和蒸发规律影响的研究成果,现有研究结果表明,降雨入渗与砾石覆盖度之间既有正相关关系,又有负相关关系,入渗不仅与砂砾粒径有关,还与砂砾在土壤表面所处的位置有关;砂砾覆盖能够抑制蒸发,抑制效果与砂砾粒径大小、颜色和厚度等有关。另外,一些国外学者通过定量化模型描述了砂砾覆盖条件下入渗和蒸发规律,但这些定量化模型还是最基本的简化模型,主要偏重于理论说明,直接应用于实践还存在一些问题。     

咸淡轮灌和生物炭对滨海盐渍土水盐运移特征的影响

为利用滨海地区微咸水改良盐渍土,进行了不同咸淡水轮灌(淡淡、淡咸、咸淡、咸咸)和施用生物炭(0、15、30 t/hm^2)的室内入渗试验,探讨了咸淡轮灌和生物炭施用下滨海盐渍土水盐运移过程。结果表明:滨海盐渍土水分运动主要受初始入渗水质的影响,先咸后淡的轮灌方式更有利于土壤水分入渗,入渗速率增加了8.2%~46.9%,并小幅提高了土壤含水率;生物炭可促进咸淡轮灌下的水分运移,增加了相同时间内的湿润锋距离、累计入渗量、入渗速率及入渗后的土壤含水率,添加量为15 t/hm^2时入渗增益最佳,入渗速率提高了3.5%~22.0%;淡咸和咸淡处理的土壤含盐量均低于咸咸处理,脱盐率和脱盐区深度系数更高,咸淡处理可增加脱盐率,而淡咸处理可提高脱盐区深度系数;生物炭有利于咸淡轮灌下的土壤盐分淋洗,脱盐率和脱盐区深度系数分别提高了9.1%~15.0%和1.1%~7.5%,并增加了Ca^2+和Mg^2+含量,促进Na+淋洗,进而降低了微咸水利用风险,但在30 t/hm^2时盐分淋洗效果有所减弱。研究表明,添加15 t/hm^2生物炭配合微咸水-淡水轮灌能够改善滨海盐渍土的入渗特性、持水能力和盐分分布,可为该区盐渍土和微咸水开发利用提供参考。     

中小雨强下谷子坡地的降雨入渗特征模拟

【目的】研究谷子坡地的降雨入渗特征,为谷子坡地水分管理及防治水土流失提供科学依据。【方法】采用人工模拟降雨的方法,以裸露坡地为对照,研究中小雨强(40mm/h)下,3°、5°、10°、15°的坡地在谷子拔节初期、拔节中期、抽穗初期和灌浆初期的降雨入渗特征,并筛选出最优拟合模型。【结果】谷子坡地最初入渗率较高,随降雨历时的延长入渗率呈下降趋势,至降雨后50min基本接近稳定入渗阶段,入渗率与入渗时间之间符合幂函数关系。入渗总量随坡度的增大而减小,随谷子生长期的延长而增大;与裸地相比,谷子坡地的初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率、累积入渗量分别提高了10.4%,28.17%,16.46%和20.47%。Kostiakov模型基本能模拟谷子坡地的入渗特征,但平均入渗率估算值(0.420mm/min)比实测值(0.474mm/min)降低了11.39%。【结论】谷子坡地的入渗总量大于裸地,入渗曲线可用Kostiakov模型拟合。     

Nitrogen Removal Improvement by Adding Peat in Deep Soil of Su bsu rface Wastewater Infiltration System

In order to enhance the nitrogen removal, a subsurface wastewater infiltration system （SWIS） was improved by adding peat in deep soil as carbon source for denitrification process. The effects of addition of carbon source in the underpart of the SWIS on nitrogen removal at different influents （with the total nitrogen （TN） concentration 40 and 80 mg L^-1, respectively） were investigated by soil column simulating experiments. When the relatively light pollution influent with 40 mg L^-1 TN was used, the average concentrations of NO3-N and TN in effluents were （4.69±0.235）, （6.18±0.079） mg L^-1, respectively, decreased by 32 and 30.8% than the control; the NO3--N concentration of all effluents was below the maximum contaminant level of 10 mg L^-1; as high as 92.67% of the TN removal efficiency was achieved. When relatively heavy pollution influent with 80 mg LITN was used, the average concentrations of NO3--N and TN in effluents were （10.2±0.265）, （12.5±0.148） mg L^-1 respectively, decreased by 20 and 21.2% than the control; the NO3--N concentration of all effluents met the grade Ⅲ of the national quality standard for ground water of China （GB/T 14848-1993） with the values less than 20 mg L^-1; the TN removal efficiency of 94.1% was achieved. In summary, adding peat in the underpart of the SWIS significantly decreased TN and NO3- -N concentration in effluents and the nitrogen removal efficiency improved significantly.     

基于SRFR软件垄沟灌土壤水分入渗参数反推方法评价

以民勤绿洲沟灌水流推进试验实测资料为依据,建立了垄作沟灌土壤水分入渗Kostiakov模型,并利用WinSRFR数值模拟软件反向率定沟灌Kostiakov入渗模型中入渗系数k和入渗指数α,模拟分析不同沟底宽灌水沟裸地条件下水流推进和消退过程,并通过实测与模拟的水流推进过程相匹配来反向率定在动水头影响下的土壤入渗参数。结果表明,通过相对误差K、均方根误差RMSE以及不同灌水沟在30 cm处的水深变化过程来评价得到的入渗参数的精确度,表明利用大田实测与WinSRFR模型反推的入渗参数模拟的水流推进和消退过程较为一致。WinSRFR软件反推法求得的沟灌土壤水分入渗参数模拟结果满足试验精度要求,大大减小了入渗参数确定的工作量。     

考虑水分再分布的沟灌入渗模拟与春小麦垄作沟灌合理垄宽

垄作沟灌技术具有显著的节水增产作用,但在春小麦种植中应用尚缺乏参数设计方面的理论支撑。本研究采用粉砂质粘壤土与粘土两种典型土壤实测水分运动参数和HYDRUS软件,模拟了梯形灌水沟不同垄宽情况下的土壤水分运动和停水后水分再分布,研究了不同灌水量时湿润锋推进过程和水分再分布后的湿润体变化,分析了设计灌水定额下适宜作物生长湿润体范围,提出了粉砂质粘壤土和粘土宜采用的合理垄宽为20～50 cm和20～35 cm,这一结果为干旱区春小麦垄作沟灌技术推广提供了技术支撑。     

辐射与低温水入渗对土壤水热变化规律的影响

【目的】研究辐射与低温水入渗条件下土壤水分和温度特性的变化规律,为进一步研究如何改善水库下游河岸带生态环境提供理论基础。【方法】以中细砂为代表性土样,利用自主研制的试验系统装置,设置3种辐射温度(无辐射、30和40℃),分析了在低温水入渗(水温10℃、入渗水头25cm)和不同辐射温度作用下土壤内部水分和温度的动态变化特性。【结果】砂土湿润锋的垂直距离和稳定入渗率随辐射温度的升高而增加。辐射热流增加,土壤表层温度升高,温度梯度增大,表面向内部的传热量增加,土壤内部温度升高;辐射温度为40℃时,土壤内部温度梯度大,且整体平均温度较无辐射时要高。有无辐射热流,低温水的入渗均会对土壤内部温度和水分分布产生影响,且土壤深层温度降幅较大。有辐射时,土壤表层温度明显高于无辐射。【结论】在低温水入渗条件下,辐射温度的变化对土壤水、热动态均会造成影响,其影响范围和强度因辐射温度的不同而存在差异。