科尔沁沙地南缘不同林草措施土壤抗冲性及其与物理性质的关系

【目的】研究水蚀风蚀交错区土壤抗侵蚀特性对不同林草措施的响应。【方法】采用室内抗冲槽原状土冲刷和土壤物理性质分析相结合的方法,研究了科尔沁沙地南缘不同林草措施土壤抗冲特性及其与物理性质的关系。【结果】土壤冲刷过程中,不同林草措施下出现产流后的4 min之内变化较大,随着冲刷试验的进行逐渐降低,并逐渐达到相对稳定状态;不同林草措施土壤冲刷过程平均径流含沙量表现为荒草地>花生地>灌木林地>樟子松林地;不同林草措施土壤抗冲性变化与土壤冲刷过程含沙量呈反比,随冲刷时间延长,总体来说与冲刷时间越长,抗冲性能越强的规律相符合,且这种变化规律不受林草措施变化而改变。径流结束时不同林草措施下的土壤抗冲性表现为花生地<荒草地<灌木林地<樟子松林地。土壤抗冲性与土壤体积质量极显著负相关,与土壤孔隙度显著正相关,土壤抗冲性指数与砂粒极显著负相关、与粉粒和黏粒正相关,但均不显著,与土壤持水性并无显著性关系。【结论】林草措施能够显著提高土壤抗冲性能,以樟子松效果最强。     

宁夏盐碱地成因及分区治理措施综述

【目的】综述宁夏典型片区盐碱地成因和治理措施,归纳形成宁夏盐碱地分区高效治理模式。【方法】选取红寺堡区、平罗县、惠农区、兴庆区和贺兰县为典型片区,从土壤质地、地下水位、气候条件、灌排条件、地形地貌和土地利用方式等方面梳理盐碱地成因,总结灌排管理、物理调控、化学调理和生物改良等治理措施及评价应用效果,提炼分区高效治理模式。【结果】宁夏盐碱地共同成因包括干旱少雨、蒸发强烈、人类活动影响和灌排不协调等;分区成因主要为红寺堡区弱透水层及洼地盐分淋洗效率低,平罗县西大滩白僵土碱化度高和渠口乡作物插花种植,惠农区地下水受黄河水顶托常年居高不下,兴庆区风沙土土质易加速土壤蒸发返盐以及贺兰县成土母质含盐量高和低洼地区排水不畅等;基础治理措施为建立良好的灌排体系,针对性的分区典型治理措施包括红寺堡区应通过物理调控打破弱透水层形成连贯排水通道,平罗县西大滩应着重改善白僵土土壤结构,平罗县渠口乡应推进土地利用类型合理化,惠农区应以优化供水格局、促进排水和降低地下水位为主要措施,兴庆区则应通过合理灌溉实现抑盐作用和培肥提升地力,而贺兰县则应以改良土壤特性、排水和研究种养循环模式为主。【结论】各分区需在建立良好...     

南水北调中线工程膨胀土改性施工技术

通过充分认识膨胀土渠道的特点,结合膨胀土渠道的破坏形式,深化认识和提高对渠系设计理论的探讨,应用多学科(水利学、材料学、水工结构学等学科)的理念,提出了用HPZT膨胀土改性荆固结膨胀土进行南水北调膨胀土渠道施工.该施工方法主要采取新材料、新技术,通过物理方式处理,彻底抑制膨胀土的膨胀性能,解决膨胀土地区渠道施工中的难点.     

胶粉对混凝土抗冲磨性能的影响

选取颗粒粒径为8目的胶粉,按4种不同掺量配制胶粉混凝土,与基准混凝土、硅粉混凝土进行抗冲耐磨性能对比试验,以评价胶粉对混凝土抗冲磨性能的影响。结果表明:胶粉混凝土的抗冲磨强度大于基准混凝土和硅粉混凝土的抗冲磨强度,且抗冲磨强度随着胶粉掺量增加而增大,但其抗压土强度随着胶粉掺量的增加而降低;试件冲磨后,胶粉混凝土的破坏程度小于硅粉混凝土和基准混凝土,仅表层浆体破坏,胶粉在水泥石中分布均匀,与水泥石结合牢固,试件表面平整,显示胶粉混凝土具有较强抗冲磨性能。     

HF粉煤灰与硅粉混凝土抗冲耐磨性能试验研究

水工建筑物的溢洪道、泄洪洞等承受高速水流冲磨的部位,多采用抗冲磨混凝土,其中硅粉混凝土和HF粉煤灰混凝土应用广泛;对硅粉混凝土和HF粉煤灰混凝土的抗压、抗冻、抗渗、抗冲磨等性能进行试验研究,结果表明HF粉煤灰混凝土的抗冲磨性、施工和易性以及经济性优于硅粉混凝土。     

室内栽培青蒜苗技术

取一木箱.放入5厘 米厚的营养土(腐熟的骡马粪30～50％,3年内未种过葱、韭、蒜的菜园土50～70％),将在凉水中泡浸20个小时且去除中间的干蒜苔及蒜盘的蒜头。挨个地摆在床土上,蒜头间隙用蒜瓣挤严,然后撤些沙土,最后用细潮沙土覆盖3～4厘米厚,喷水使沙土渗透。7天左右蒜苗出齐,苗齐后每2～3天浇一次透水,每平方米浇水4～5千克,随着蒜苗长高浇水量也逐渐增加。当苗高25～30     

玉米季土壤抗冲性变化特征及其影响因素分析

采用野外原状土冲刷与室内分析相结合的方法,对玉米各生育期土壤抗冲性动态变化及其影响因素进行了研究。结果表明:不同坡度条件下,玉米各生育期土壤冲刷过程中含沙量随冲刷时间延长呈先下降后趋于平稳的变化,在15°坡度下含沙量最高。土壤抗冲性和增强效应随生育期推进呈逐渐增加的趋势,于成熟期达最大。随冲刷坡度的增加,玉米根系对土壤抗冲性的增强效应呈逐渐降低的变化趋势。土壤抗冲性与土壤容重、有机质和2 mm以上水稳性团聚体数量呈极显著正相关,与0~0.25 mm水稳性团聚体数量呈极显著负相关。土壤抗冲性与含根量、根系表面积、根系体积和总根长呈极显著正相关。因此,采用增施有机肥促进有机质和水稳性团聚体的提高,以及筛选根径0~0.5 mm根系发达的玉米品种对该区域水土流失防治具有重要现实意义。     

简单下压式固沙插草试验研究

为合理地选择草方格铺设装备关键部件的工作参数,进行了插草刀盘在竖直方向的插草试验。在实验室内再现沙漠实际地表的沙土状况,使刀盘以指定速度匀速向下运动,将草体插入至沙土土床指定深度,主要分析刀盘的刀型、插入速度、草的铺设厚度对刀盘插草阻力及刀盘正下方土压力的影响规律。试验结果表明:刀盘插草阻力几乎不受插草速度的影响,受刀型的的影响偏差分别为3.23%、3.13%、5.03%,竖直阻力随着草铺设厚度的增加而增加;刀盘正下方土压力随着插草速度和草铺设厚度的增大而增大,直刃刀盘与圆刃刀盘在中间部分的土压力大小几乎相同,但其他位置处直刃刀盘下方的土压力大于圆刃刀盘下方的土压力。     

黑龙江省渠道分散性土和膨胀土的工程危害及处理方法

黑龙江省的水敏性特殊土主要有分散性土和膨胀土,分散性土具有遇水分散流失的特性,膨胀土具有遇水膨胀、失水收缩的特性,容易引起渠道发生冲蚀、孔洞、管涌以及滑坡等工程病害。采用碎块试验、针孔试验、双比重计试验、孔隙水可溶性阳离子试验、交换性钠离子百分比试验以及自由膨胀率试验对黑龙江省蛤蟆通灌区、万北总干渠和引汤灌区渠基土的分散性和膨胀性进行了研究,并选取石灰对土样进行了改性试验。试验结果表明,这三组渠基土都具有膨胀性,其中蛤蟆通灌区的土样同时具有分散性;石灰对分散性土和膨胀土具有良好的改性作用,可以同时降低土样的分散性和膨胀性。     

用中子仪测定土壤含水率时的标定问题研究

以均质沙壤土和由沙壤土与沙土组成的层状土为材料,在室内对中子水分探测仪进行了土壤水分标定试验.供试土壤装填在直径57 cm、高90 cm的塑料桶内,其中层状土的分层次序为沙壤土、沙土、沙壤土,每层厚度30 cm.试验中同时观测中子计数和土壤质量含水率;利用统计学方法分析中子计数与土壤含水率之间的相关关系.试验结果表明:中子计数与土壤含水率之间的标定关系存在有效适用范围,即当土壤含水率低于某一个值时,中子仪的标定关系与大于该值时的标定关系完全不同;中子仪在均质土壤中的标定关系可用线性关系表示,而且用整体标定的线性关系代替分层标定的线性关系仍然可以得到满意的精度;但是,中子仪在层状土壤中的标定关系表现出明显的非线性特点,如果用线性关系采标定,则只有用分层标定才能得到满意的精度.该研究结果时改进中子仪标定方法有帮助.     

宁夏平罗盐碱地排水渠道稳定性影响因素分析

以平罗西大滩实测土壤剖面为例,从渠道边界物质的粒度特征、粘土矿物含量及气候特征等方面,分析了排水渠道稳定性的影响因素.结果表明,研究区排水渠道的稳定性主要受到粒度结构的影响,其中上部泥质层的粘土矿物含量较高,其吸水膨胀和脱水收缩的交替变化可以导致渠道边界上层的疏松和坍塌;下部粉细砂层易于遭到流水的淘蚀,而冬春发生的冻融...     

Improving mole drainage channel stability in irrigated areas

Mole drains in flood irrigated agriculture can rapidly fail due to high flows of irrigation water entering the mole channel through the soil cracks formed during the moling process. Currently mole drains are formed using a straight leg mole plough that results in rapid irrigation water flow to the mole drain. The use of an angled leg mole plough to reduce the direct inflow of irrigation water and produce more stable mole channels was investigated. The leg of the angled leg mole plough comprised an upper vertical section to which an angled section carrying the mole foot was attached at a 30° angle. The trials were carried out on two contrasting clay soils in a flood irrigated area. One of the soil types was structurally stable on wetting, the other unstable. The quality of the mole channels formed at installation using the straight leg plough was good, but using the angled leg plough were only moderate due to some instability problems with the equipment. This was caused by the mole foot pitching and thus forming an oval channel.After installation, irrigation was applied to the mole channels to ascertain their stability on wetting. The angled leg moles proved more stable than the straight leg moles in the unstable soil. This was due to reduced water flow rates into the channel causing less erosion and to the prevention of the leg slot opening up directly into the mole channel, through shrinkage, during dry periods. The latter prevented significant soil wash and ingress into the channel during the following irrigation. This improved stability is of significant importance in that it may allow the adoption of mole drainage on sodic and swell/shrink soils where previously mole drainage would have been ineffective.In the structurally stable soil, the stability of the angled leg moles was found to be slightly worse than those installed with the straight leg plough. This was probably due to inadequate soil packing in the channel roof during installation.The trial results indicate that mole channels installed with angled leg plough have the potential for much greater stability on sodic and swell/shrink soils than moles installed with current straight leg mole ploughs. Before this potential can be fully achieved further development of the mole ploughing technique is required to ensure that high quality moles are consistently formed at installation. Suggestions are made for future improvements to the mole plough and the moling technique.     

清水作用下全动床复式河槽河床演变特性

通过水槽试验,探讨了清水作用下由非均匀沙构筑而成的全动床复式河槽的演变特性,包括河床完全粗化后河道稳定宽度及滩岸侵蚀的沿程变化.复式河槽断面构筑而成后,实施倒灌,然后恢复地形,最后用全站仪施测初始河道地形,在试验结束后,相应断面再做精细床面形态测量.复式河槽流量由槽首的矩形堰量测,水位由自动水位仪量测.试验结果表明,随着泥沙淤积量的增大,主槽水深变浅;而河道水深变浅,又将会使床面泥沙起动的作用力减小,河道水深将变得更浅.清水作用下的全动床复式河槽达到稳定时,河道稳定宽度将沿程变化;河道完全粗化后,主槽宽度增大,滩岸侵蚀速率在空间上变化趋势表现为越往下游,滩岸侵蚀速度越小;在清水作用下,河道滩岸发生侵蚀,其侵蚀面积有沿程减小的趋势,这与流速沿程的变化相一致.     

自清洗网式过滤器水力性能试验

通过清水试验和浑水试验对自清洗网式过滤器的水力性能进行了试验研究．清水试验主要研究过滤器的局部水头损失随不同进口流量(0～230 m3／h)的变化情况．浑水试验分别对过滤器的过滤状态和排污状态进行研究:过滤状态主要研究在最大进水流量(230 m3／h)下改变不同进水含沙量时的局部水头损失变化,以及在保持相同进水含沙量(019 g／L)下改变不同进水流量时的局部水头损失变化;排污状态重点研究在不同预设压差值下最佳排污时间的变化规律．试验结果表明:对于清水过滤,进水口流量值在0～140 m3／h变化时,对应的过滤器初始局部水头损失变化缓慢;当流量在140～230 m3／h时,局部水头损失增加较快,并拟合出水头损失经验公式．对于浑水过滤,改变不同进水含沙量值,局部水头损失均在6～7 m出现拐点,之后迅速增大,确定其预设排污压差值为007 MPa;排污过程中,当排污时间达到20 s时,排污管出水含沙量趋于稳定,排污效果较好,确定其最佳排污时间段为20～30 s．     

螺旋流排沙管三维数值模拟

涡管排沙以其成本低、效率高等优点而被常常应用于引水明渠的渠首中,但由于涡管尺寸小、流动三维性强等特点,涡管中流动的真实信息很难得到,不利于涡管的优化设计。应用FLUENT软件,以RNG k-ε湍流模型封闭Reynolds方程,SIMPLE算法求解方程组,采用VOF法追踪自由表面,对明渠排沙涡管中流态进行了三维数值模拟,得到了涡管内切向和轴向流速分布的完整信息。分析了水深、排沙涡管开口宽度、涡管直径、涡管与渠道轴线夹角、涡管开口长度和涡管纵向坡度等参数对涡管内流速分布的影响,对于明渠涡管螺旋流排沙设计具有一定的参考意义。     

基于VBA的宁夏引黄灌区暗管排水间距计算方法研究

暗管排水工程是控制灌区地下水位,防治耕地盐碱化的主要技术手段。【目的】综合考虑排水条件、排水目的等因素,选择合适的计算方法计算暗管间距。【方法】对几种常用的暗管间距计算方法进行了理论分析并总结了其适用条件,编写了基于VBA的计算程序以实现不同计算方法的优选并确定相应的暗管间距。在此基础上,选取宁夏引黄灌区2个典型暗管排水工程案例进行了分析计算。【结果】稳定流状态下,当kH/q≤100时,宜选择阿维里扬诺夫-瞿兴业公式计算暗管间距,当kH/q>100时,宜选择Hooghoudt公式计算暗管间距;非稳定流状态下,以治渍为目的地区选择按地下水位下降速度计算暗管间距,以防治盐碱化为目的地区选择按排蒸比计算暗管间距。【结论】利用VBA开发的程序可以解决暗管间距计算过程中较繁琐的迭代、累加等计算问题,操作便捷,实用性强;非稳定流方法更适合于宁夏引黄灌区暗管排水间距的计算,银北灌区宜按排蒸比计算暗管间距,银南灌区宜按地下水位下降速度计算暗管间距。     

CaCl2溶液灌溉对土壤水盐与斥水性分布的影响

选用砂土和盐碱土并添加斥水剂,采用0、1、3和6g/L的CaCl2溶液进行室内土柱入渗试验,对比灌水水质对土壤水盐及斥水性分布的影响。结果表明:咸水灌溉后,砂土1和亲水盐碱土的累积入渗量、湿润锋和入渗率曲线均较光滑;而砂土2和斥水盐碱土的入渗特征曲线不如砂土1的光滑,入渗过程比前者慢得多。灌水矿化度增加对盐碱土的入渗过程影响更明显。Philip模型与Kostiakov公式拟合亲水土壤入渗率过程都较好。砂土1和砂土2在咸水灌溉后剖面的滴水穿透时间都比初始值有所增加,但最大增加值仅3.6 s。盐碱土灌后剖面的滴水穿透时间增加明显,最大增加值为19 s。灌水矿化度增加对电导率、Ca2+质量浓度和Cl-质量浓度分布均有影响。研究表明咸水灌溉不仅影响水盐分布,而且对斥水性也有不同程度的影响。     

灌溉渠道优化设计方法研究

根据明渠均匀流原理,推求灌溉渠道设计的最佳水力断面法和实用经济断面法,通过对2种设计方法优化对比分析,提出了实用经济断面法在灌溉渠道设计中的实用性,据此确定渠道横断面结构尺寸和不冲不淤流速的约束条件。根据渠道纵断面设计原则,确定干渠和各支渠取水口要求的控制水位的计算方法,确定渠道水位衔接的约束条件。根据渠道挖填平衡原则,确定了灌溉渠道工程量与渠道填方量、挖方量、渠道比降和填方损失系数等有关的非线性函数,该结论为灌溉渠道优化设计提供技术支撑。     

滴灌两点源交汇入渗的斥水土壤水分运动规律

基于室内滴灌两点源交汇的水分入渗试验,对比研究了滴头间距为30 cm、滴头流量为041 mL／min条件下,斥水和亲水土壤的湿润锋变化和含水率分布规律．试验结果表明:在湿润体交汇前和交汇后,亲水土壤湿润锋都较光滑,形状呈1／4椭圆形,水平湿润锋比垂直的长,亲水性塿土和盐碱土交汇时间分别为1 270和2 79 min．斥水土壤的湿润锋明显不如亲水土壤光滑,部分位置出现优先流,斥水塿土和盐碱土交汇时间分别为40和210 min．不同条件下湿润锋的定量关系可采用对数和幂函数,拟合的决定系数均达到0.86以上．入渗的交汇面上,水平和垂向湿润锋与时间关系均可用对数关系描述,拟合的决定系数均达到098以上．塿土滴头下方垂向剖面上的土壤水分分布最均匀,湿润面近似圆形;塿土交汇面的次之,但仍比盐碱土的含水率等值线图规则．2种斥水土壤在不同深度上的水分分布都有很大的随机性和空间不均匀性．总体上,亲水性塿土的水分运动比亲水性盐碱土更具规律性,斥水土壤水分运动由于出现非稳定流,因此比亲水土壤的更不规律．相关成果可为在斥水土壤中应用节水灌溉技术提供技术参考．     

半无限深盐碱土等温再分布的水盐运移试验研究

通过不同入渗湿润深度的半无限土体等温水盐再分布试验,分析了含水量剖面的动态变化特征,确定了水分再分布脱水区与吸水区的分界点,得出了由入渗湿润深度和时间确定的初始湿润层水量、排水率及再分布湿润锋函数关系。对比再分布初始(入渗结束)和再分布结束的含盐率和盐分浓度特征,建立了由垂向位置和入渗湿润深度确定的含盐率和盐分浓度剖面定量关系。分析表明,再分布的初始湿润层水量、脱水率、相对湿润锋及湿润锋推进速度等均可采用再分布时间与入渗深度二因子定量表达;再分布的剖面含盐率和盐分浓度均可采用指数函数形式由垂向位置和入渗深度二因子定量表达。