CaSO4改良苏打碱土的离子吸附交换过程分析与数值模拟

分析CaSO4改良苏打碱土的机理可以为其替代品（脱硫石膏、粉煤灰和磷石膏等）的田间应用提供理论依据。本文通过土柱试验构建了综合考虑离子吸附交换以及土壤水力传导度动态变化的多离子溶质运移方程,并利用UNSATCHEM软件进行了数值模拟。结果表明：CaSO4改良碱化土壤是一个伴随着离子吸附交换反应的复杂过程,同时受到土壤理化特性动态变化的影响,利用UNSATCHEM多离子溶质运移模型能够准确地模拟土壤溶液中Ca^2＋和Na^＋的迁移转化、土壤胶体Na^＋和土壤溶液中Ca^2＋的吸附交换过程,且其精度较高。同时,CaSO4改良苏打碱土并不是一个短期过程,要想使其彻底改良,一是需要不断淋洗,二是通过分次施加CaSO4,使碱化土壤在长期的一段时间内都保持一定的Ca^2＋源,以增加CaSO4的持续改良效果。     

CaSO4改良苏打碱土的离子吸附交换过程分析与数值模拟

分析CaSO4改良苏打碱土的机理可以为其替代品(脱硫石膏、粉煤灰和磷石膏等)的田间应用提供理论依据。本文通过土柱试验构建了综合考虑离子吸附交换以及土壤水力传导度动态变化的多离子溶质运移方程,并利用UNSATCHEM软件进行了数值模拟。结果表明:CaSO4改良碱化土壤是一个伴随着离子吸附交换反应的复杂过程,同时受到土壤理化特性动态变化的影响,利用UNSATCHEM多离子溶质运移模型能够准确地模拟土壤溶液中Ca2 和Na 的迁移转化、土壤胶体Na 和土壤溶液中Ca2 的吸附交换过程,且其精度较高。同时,CaSO4改良苏打碱土并不是一个短期过程,要想使其彻底改良,一是需要不断淋洗,二是通过分次施加CaSO4,使碱化土壤在长期的一段时间内都保持一定的Ca2 源,以增加CaSO4的持续改良效果。     

高潜水位采煤塌陷区重构土壤水分运移规律模拟研究

以江苏省徐州市贾汪矿区为研究区,通过野外采样与室内土柱试验模拟不同土壤重构模式,对固定地下水位不同重构模式下土壤水分运移过程进行了观测。试验设置土柱上层0—50cm为土壤充填,50—80cm为不同表土替代物充填。按照下层50—80cm充填物的不同,设置4组处理,其中处理1为对照组(土壤充填),处理2(粉煤灰充填)、处理3(煤矸石充填)、处理4(煤矸石-粉煤灰混合物充填)为试验组。结果表明:(1)重构土壤上层含水率与下层相比变化明显,底层含水率临近于饱和含水率,变化微小;(2)在不同充填物的分界线处含水率变化明显,充填物类型对土壤水分垂直变化有较大影响;(3)煤矸石、粉煤灰混合物充填重构模式含水率变化规律与土壤充填模式最为一致,且饱和含水率最为接近,具有良好的保水、透气性,是高潜水位采煤塌陷区土地复垦最理想的土壤重构模式。本研究可以为高潜水位采煤塌陷区土地复垦的土壤重构以及盐渍化控制等提供一定的理论依据和技术支撑。     

黄土区采煤塌陷对土壤水力特性的影响*

通过对山西省平朔矿区塌陷区、原地貌和复垦区进行调查采样和实验室分析,研究采煤塌陷对土壤容重、含水量、田间持水量、饱和导水率和土壤崩解速率等指标的影响。结果表明:塌陷区土壤容重、含水量和田间持水量处于弱变异到中等变异区间,饱和导水率和崩解速率均为强变异;塌陷虽使土壤容重增加,但影响幅度不大;土壤含水量受塌陷影响规律不明显;田间持水量受塌陷影响明显(p0.05),较未受损地区降低6.2%~15.5%;在采煤塌陷的影响下,土壤饱和导水率和崩解速率显著增加(p0.05);复垦区土壤水力特性与原地貌没有显著差异(p0.05),且各层次之间差异性也不显著(p0.1)。     

基于CT分析露天煤矿复垦年限对土壤有效孔隙数量和孔隙度的影响

露天煤矿排土场由于排土过程中大型机械压实等作用会对土壤的孔隙结构产生影响,重构适合于植被生长的土壤孔隙结构是排土场土地复垦的重要工作。为对排土场重构土壤孔隙结构进行定量分析,该文采用高精度无损计算机断层扫描技术(CT)对山西平朔矿区安太堡露天煤矿排土场平台全黄土母质覆盖的不同复垦年限(0、20、23 a)以及原地貌的土壤进行分层扫描成像,并利用Photoshop和Arcgis软件对扫描图像进行处理和统计分析,探讨了排土和复垦对土壤孔隙数量和孔隙度的影响,分析了排土场重构土壤大、中和小孔隙的变化。结果表明:原地貌土壤孔隙数量和孔隙度最大,其次是复垦23和20 a的土壤,排土后未复垦土壤孔隙数量和孔隙度最小。采矿和排土等活动由于大型机械压实作用降低了土壤孔隙数量和孔隙度,尤其是大孔隙数量和大孔隙度;土地复垦对增加土壤孔隙数量和孔隙度有一定的作用,但是过程比较缓慢。采矿和排土等活动对表层土壤孔隙数量和孔隙度的影响要高于底层土壤。该研究可为黄土区大型露天煤矿排土场重构土壤结构的优化与土地复垦措施选择提供依据。     

山西平朔露天矿区复垦农用地表层土壤质量差异对比

以复垦农用地为研究对象,以原地貌未受损农用地和排土场未复垦地作为对照,共选择18个样地,对比研究复垦农用地、未复垦地及原地貌未受损农用地的土壤容重、田间持水量、pH值、有机质、全氮、全钾、有效磷、速效钾的差异,揭示复垦农用地土壤重构的过程及变异的规律。结果表明：（1）复垦农用地土壤容重、田间持水量、pH值、全钾、有效磷、速效钾的均值都略高于未受损农用地;而复垦农用地有机质、全氮的均值都略低于未受损农用地。（2）复垦农用地和未受损农用地在0-10cm的土壤容重及pH值均略低于10～20cm土层;0～10cm的土壤肥力指标均值略高于10～20em土层。（3）在0～10cm土层,复垦耕地和复垦林地的相关土壤理化性质要优于未受损耕地;在10—20cm,复垦林地土壤理化性质基本上优于未受损耕地。（4）复垦13年的耕地土壤容重、速效钾与未受损耕地差异不显著;复垦22年林地的单个土壤理化指标基本上优于复垦19年林地,复垦19年林地的单个土壤理化指标基本上优于未受损林地。     

农产品质量安全的“安丘模式”

山东省安丘市2007年6月率先在全国启动实施了食品农产品质量安全区域化建设,主要是从源头控制和基础工作抓起,从农产品标准化基地建设入手,通过加强农业化学投入品控制管理,推行标准化生产,实施全过程监控,从根本上确保食品农产品质量安全,被确定为“安丘模式”,在全国推广。     

国家级工程实践教育中心建设探索与实践——以中国地质大学(北京)为例

国家级工程实践教育中心建设是落实卓越工程师培养计划不可或缺的重大改革举措,是高校和企业密切合作开展工程人才培养的综合平台。通过对中国地质大学(北京)矿山土地整治与测绘工程实践教育中心的建设过程、建设思路、建设措施和建设成效的梳理,提出了以卓越计划为目标,以实践教学为核心,以教材编写和行业标准制定为制高点,以后勤保障为重点,以师资建设为手段,以公开规范为原则,以校企双赢为理念的国家级工程实践教育中心建设模式。     

“土地整治学”课程工程意识与工程精神挖掘和培养

"土地整治学"课程是中国地质大学(北京)培养土地整治卓越工程师的主干课程,因此,教学过程中加强工程意识与工程精神的培养至关重要。工程意识与工程精神的内涵丰富,在土地整治卓越工程师培养的过程中要深度挖掘土地整治工程的工程意识与工程精神,不同的土地整治类型在工程技术体系层面均有对应的工程意识与工程精神。在工程意识与工程精神培养过程中,学校、企业和社会应相互协作,充分发挥各自的作用。     

干旱半干旱煤矿区土壤水分研究进展

本文重点评述了干旱半干旱煤矿区土壤水分与生态环境效应研究进展,系统总结了土壤水分运移机理与动态模拟方法。采煤塌陷会破坏土壤含水层构造并导致地下水位下降,间接改变了土壤含水率空间分布特征;露天采矿与复垦过程中机械压实导致土壤孔隙数量减少、连通性减弱,土壤水分入渗受阻;土壤重构与植被重建技术能够有效改善土壤结构,缓解土壤水分流失。在未来研究中,应进一步丰富势能理论体系、完善数值模拟技术并引入动态指标;结合干旱半干旱煤矿区环境的特殊性加强土壤水分运移规律及其机理研究;基于土壤-植被-水分间耦合关系优化调控措施,促进干旱半干旱煤矿区复垦与生态修复。