暗管与竖井排水工程改良新疆盐渍土的设计与效果评价

为探讨干旱区盐渍化农田水利改良措施的可行性,在新疆玛纳斯河流域安集海灌区进行了田间暗管与竖井排水工程试验,分别在距离暗管0.5 m（P1）、7.5 m（P2）,距离竖井0.5 m（S1）、30 m（S2）和60 m（S3）,以及未铺管区（CK）域设置7处观测区,评估农田排水措施在盐渍土改良期间的排水功能、土壤脱盐效果,同时监测棉花生长与地下水位动态。结果表明：5 a排水改良期间,0～80 cm深度土壤含盐量的总体降幅达到29.2 g/kg,棉花干物质量和籽棉产量年际增幅分别为22%和28%,浅层地下水位年际降幅1.16 m;改进的暗管与竖井协同排水相比单独应用暗管排水量与地下水位年际降幅分别增加了118%,进一步减少了盐分淋溶时期的深层渗漏量。研究结果可为干旱盐渍区的水土资源合理利用提供科学和理论依据。     

玛纳斯河流域棉田膜下滴灌前后土壤水分-盐分-养分运移分析

以玛纳斯河流域安集海、莫索湾和下野地灌区为研究对象,通过采集滴头处、覆膜边缘处和膜间0～60 cm土壤,分析了3个灌区在2019年5、8、10月棉田土壤水分-盐分-养分在滴灌前后的运移规律及其差异。结果表明:(1)5和8月滴灌后,3个灌区土壤含水量均在增加,且变化显著,表现出规律一致性,5月时,3个灌区土壤剖面盐分由滴头处向膜间均在脱盐,8月时,安集海灌区土壤盐分在滴头处30 cm以下至膜间10 cm以下形成积盐区;莫索湾灌区呈现出在垂直方向上由地表向深层、在水平方向上由滴头处向膜间双向脱盐的分布特征;下野地灌区在膜间40 cm以下形成积盐区。土壤pH值、铵态氮和硝态氮在5和8月滴灌后变化不一致,存在规律的异质性。(2)土壤盐分在5～10月均表现出下野地灌区>莫索湾灌区>安集海灌区,季节性差异不明显,安集海灌区和下野地灌区均表现出积盐现象,积盐率分别为7.4%和45.2%;莫索湾灌区则呈现出脱盐状态,脱盐率为5.7%,安集海和下野地灌区在5～10月的土壤含水量均值表现出降低趋势,分别降低了9.4%和14.5%;莫索湾灌区则呈现出增加趋势,增幅为12.1%。3个灌区土壤pH值、铵态氮和硝态氮在5～10月呈现出明显的季节性差异。(3)不同的土壤质地和地下水埋深是影响3个灌区土壤滴灌前后水分运移规律存在差异的主要因素;水分运移是盐分迁移和分布的主要影响因素,地下水矿化度和施肥对于3个灌区盐分变化差异影响有限。     

极端干旱区葡萄滴灌耗水规律试验研究

在水资源严重紧缺的吐哈盆地进行了葡萄滴灌耗水规律试验研究.通过对不同灌水量处理下的土壤含水率和葡萄植株生理指标进行观测和分析.得出以下结论:葡萄在整个生育期内各处理耗水呈现由低到高再降低的变化趋势.本试验中总灌水量为675 mm时,可以满足葡萄对水分的需求.此处理下吐哈盆地滴灌葡萄萌芽期耗水量45 mm,新梢生长期13...     

新疆地下滴灌无膜移栽棉花水分生产函数试验分析

通过田间小区试验,设置不同灌水处理,开展地下滴灌方式下,不同灌溉定额处理无膜移栽棉花水分生产函数的试验研究。结果表明,地下滴灌条件下,灌水量和耗水量呈良好的线性关系,籽棉产量与棉花灌水量、耗水量呈二次抛物线关系,当灌水量为444.26mm,耗水量为540.73mm,此时棉花产量和灌水生产效率均较高。综合考虑籽棉产量和灌...     

利用15N揭示滴灌区盐旱胁迫对土壤氮素分布与棉花生长的影响

为了探究盐旱胁迫对土壤中氮素分布和棉花生长的影响,通过测坑试验研究滴灌区不同盐分、干旱条件下土壤全氮、硝氮、氨氮的分布和棉花生长情况。试验设置3种盐分梯度的土壤（电导率,EC）：3,6,9 dS/m,分别用T1、T2、T3表示;3个灌水量：2 700,3 600,4 500 m³/hm²,分别用W1、W2、W3表示（4 500 m³/hm²为当地推荐灌水量）。结果表明：当土壤盐分梯度> 3 dS/m时土壤全氮累积量显著高于低盐土壤（P<0.05）,且土壤盐分对棉花花期生长影响较大。土壤的氨氮挥发量和土壤盐分梯度成正比。土壤硝态氮的淋失与灌水量呈正比,与正常灌水量的硝态氮淋失相比,水分胁迫对棉花产量的影响更为严重（P<0.01）。随土层深度的增加,土壤碱解氮以每20 cm土层8%的速度减少。各处理土壤¹⁵N残留率为11%~40%,随土壤盐度增加而增加,随灌水量增加而减少,与土壤全氮含量呈正比,与棉花产量呈反比。综上所述,T1W3处理更有利于棉花对氮肥的利用和产量的提高,推荐滴灌区棉花土壤盐度<3 dS/m,灌水量4 500 m³/hm²,可在花期适当提高施肥量以稳定产量。     

不同管径水平管道气液两相流动数值模拟

为更好了解管道中的气液两相流运动过程,揭示气液在不透明管道中的分布规律及运动形态,提高管道自压输水在实际工程中的安全性.基于已有研究成果,应用Fluent软件进行三维水平管道的数值模拟研究,并分析了不同管径、流速下两相流流态,及压力、流速等各项水力要素的变化.结果表明:三维CFD模拟可较好地展示管道气液两相分布规律;增大液相折算速度可以发生流型的转化,随着管径的增大,气泡流-塞状流的过渡表现为更高的液相折算速度,从80 mm管道中的小于4 m/s过渡到160 mm管道中的4 m/s;随着液相折算速度和管径的减小,由气团引起的压力波动随之减小,其中2.8 m位置处的最大压差由9 439.2,12 826.5 Pa减小到9 136.0 Pa;管道上壁面流速下降梯度高于下壁面,且气泡越大,差值越明显.工程上认为若无法避免输水过程中的气体存在,采用较小的液相折算速度和管径时,由气团引起的压力波动随之变小,认为此时管道更为安全.     

基于HYDRUS模型的暗管排水水盐运移模拟

为了探索暗管排水条件下膜下滴灌农田的水盐运移规律，本文设计了埋深1 m，间距4 m的暗管排水模型试验，研究分析灌水淋洗过程中土壤水分和盐分的动态变化规律，并利用HYDRUS模型对暗管排水条件下的水盐运移规律进行数值模拟分析与验证。结果表明：经过3次灌水淋洗后，表层0~20 cm土层内盐分含量下降至2 g·kg^-1，达到了非盐化土水平，20~60 cm土体内上层土壤脱盐效果高于下层，总盐分含量下降至8 g·kg^-1以下；经过实测值与模拟值的验证，土壤盐分和水分的均方根误差RMSE最大分别为0.632和1.324，决定系数R²最小分别为0.992和0.906，说明模拟结果与实测结果吻合度较好，HYDRUS模型能够较好地模拟暗管排水过程中水盐运移规律。通过模型模拟6次灌水（共90 d）后暗管排水条件下不同土层深度的水盐动态变化特征，模拟结果表明，0~40 cm土层内盐分含量下降至2 g·kg^-1，40~80 cm土层内盐分含量下降至4 g·kg^-1左右，基本达到轻度盐化水平；距离暗管不同间距处的土壤剖面盐分含量呈波动变化，距离暗管越远，土壤剖面含盐量越大，盐分含量在0~8 g·kg^-1范围内变化。     

基于压力-状态-响应模型的新疆生产建设兵团生态效应评估

指出了新疆生产建设兵团(以下简称兵团)成立60多年来在经济发展的同时,其生态环境效应是否同步改善是值得关注的问题之一。基于压力-状态-响应(P-S-R)框架模型构建了兵团生态效应评价模型,计算了兵团生态效应综合指数,结果表明:兵团整体生态效应状况在时间尺度上呈下降趋势,由0.515(2008)降到0.481(2015);在空间尺度上,北疆兵团的生态效应综合指数介于0.359~0.600之间,生态状况整体较好,东疆兵团和南疆兵团的生态效应综合指数在0.226~0.363之间,生态状况整体较差。根据兵团不同地域生态状况变化的原因,提出了改善生态效应的建议与对策,为兵团未来区域生态环境的发展提供参考。     

膜下滴灌暗管排水规律及土壤脱盐效果试验研究

为了探索膜下滴灌盐碱地在灌溉过程中暗管排水规律及土壤脱盐效率,设计了一种暗管排水模型试验装置系统来探究灌溉过程中暗管排水规律和排盐效果.试验通过控制灌水时间、灌水量、观测并记录暗管出水时间、排水流量、排水矿化度、土壤盐分剖面等指标,分析灌溉排水过程中暗管排水流速和排水矿化度特征以及各土层土壤脱盐效率.结果表明:经过3次灌水淋洗试验后,暗管排水流速最终趋于1.5~3.5 L/h稳定范围,排水矿化度稳定在20~40 g/L内;0~40 cm土层脱盐率高达85%,0~80 cm土层土壤脱盐率为80.5%,两暗管中间位置处脱盐率最小分别为57.96%,56.73%,69.29%,暗管上方脱盐率最大分别为71.73%,73.34%,84.26%,暗管排盐量占0~80 cm土层总盐分含量的28.9%,其余盐分被淋洗到了80 cm土层以下.     

滴灌哈密大枣耗水规律初步研究

在水资源严重紧缺的哈密地区进行了大枣滴灌耗水规律试验研究。通过对不同灌水量处理下的土壤含水率和大枣生长指标进行观测和分析,得出以下结论:大枣在整个生育期内各处理耗水呈现由低到高再降低的变化趋势,耗水高峰期是白熟期。试验中总灌水量为1 000mm时,大枣的水分生产效率最大。此处理下滴灌哈密大枣萌芽期耗水90mm,新梢生长期200mm,花期150mm,膨大期150mm,白熟期250mm,完熟期160mm。