CaCl2对细颗粒泥沙静水絮凝沉降的影响

细颗粒泥沙的絮凝或分散对土壤渗透性、土壤可蚀性有重要作用,是水土保持研究的重要内容.在CaCl2浓度为0～1.0 mmol/L,泥沙浓度为10 g/L时,用吸管法研究了CaCl2对细颗粒泥沙絮凝沉降的影响.结果表明:泥沙沉降分2个阶段,分选沉降段和絮凝沉降段;在絮凝沉降段,CaCl2浓度越大,絮凝沉降越快.但较高浓度时,细颗粒泥沙平均沉速反而随CaCl2浓度增大而逐渐减小;泥沙浓度随时间呈指数衰减;细颗粒泥沙絮凝临界粒径为0.03 mm.     

NaCl对细颗粒泥沙静水絮凝沉降影响初探

泥沙问题是黄河治理的关键，而黄河泥沙主要来源于中游黄土高原强烈的水土流失。在黄土高原，耕地水土流失面积占耕地总面积的71.3%［1］，其中坡耕地土壤流失量可占流域土壤总流失量的60%～70%［2］。水土流失时，土壤中的养分会随径流及侵蚀泥沙迁入水体［3］，使细颗粒泥沙发生絮凝或分散，而流失泥沙中细颗粒泥沙含量又往往高于耕层。细颗粒泥沙的絮凝或分散，对泥沙输移和沉积过程有重要作用，是造成水库、灌溉渠系以及港湾河口淤积的重要原因，也是研究高含沙水流、浑水淤灌，以及设计冲沙模型的基础［4］。同时，侵蚀径流中细颗粒泥沙的絮凝或分散也会影响表土的导水率，从而影响水土流失量［5，6］。显然，研究细颗粒泥沙的絮凝或分散对揭示土壤侵蚀机理，以及研究泥沙输移、沉积规律具有重要的意义。但以往研究多侧重于咸淡水交界地区的水质和沙样，较少考虑盐度变化对细颗粒泥沙运动的影响［7］。本文拟以天然级配的细颗粒泥沙作为研究对象，探讨不同浓度NaCl对细颗粒泥沙静水絮凝及沉降的影响，以期为有关问题的深入研究提供科学依据。     

表面电位对三峡库区细颗粒泥沙絮凝沉降的影响

测定了三峡库区紫色土细颗粒的表面电荷性质,用吸管法研究了K+和Mg2+体系对细颗粒泥沙静水沉降的影响。结果表明:(1)酸性紫色土、中性紫色土和石灰性紫色土细颗粒在Mg2+体系中的表面电位分别为-0.156,-0.171,-0.192V,在K+体系中约为其2倍;(2)当离子浓度为0.10molm-3时,三种紫色土细颗粒在Mg2+和K+体系中的泥沙平均沉降速度ω珚分别为1.56、1.47、1.35cmmin-1和1.05、1.01、0.99cmmin-1,表现为细颗粒泥沙表面电位值越大,其泥沙平均沉降速度越小;(3)在Mg2+离子体系和Na+离子体系中,三种紫色土细颗粒泥沙平均沉降速度ω珚随着电解质浓度的增大而加快。并且,细颗粒泥沙絮凝沉降在Mg2+和K+体系中均存在一个浓度临界点,在Mg2+体系中约为0.1molm-3,在K+体系中约为0.25molm-3。     

细颗粒泥沙的絮凝沉降特性

电解质对细颗粒泥沙的絮凝或分散有重要作用 ,而细颗粒泥沙的絮凝沉降特性对土壤表层沉积性结皮的入渗性能有重要影响。在NaCl浓度为 0～ 10mmol/L ,泥沙初始浓度为 5、10、2 0 g/L时 ,本文利用吸管法研究了NaCl对细颗粒泥沙静水絮凝沉降特性的影响。结果表明 :泥沙沉降可分为两个阶段 ,分选沉降段和絮凝沉降段 ;在液面下同一深度 ,泥沙相对浓度随时间呈指数衰减 ;细颗粒泥沙絮凝的临界粒径为 0 .0 2 7mm ;泥沙平均沉速 ω随NaCl浓度以及泥沙初始浓度的增大而增大。在研究浑水入渗时 ,应该考虑水中电解质的作用     

CaCl2对细颗粒泥沙静水絮凝沉积的影响

细颗粒泥沙的絮凝或分散对土壤渗透性,土壤、可蚀性有重要作用,是水土保持研究的重要内容。在ＣａＣｌ２浓度为０－１．０ｍｍｏｌ／Ｌ,泥沙浓度为１０ｇ／Ｌ时,用吸管法研究了ＣａＣｌ２对细颗粒泥沙絮凝沉降的影响,结果表明：泥沙沉降分２个阶段,分选沉降段和絮凝沉降段;在絮凝沉降段,ＣａＣｌ２浓度越大,絮凝沉降越快。但较高浓度时,细颗粒泥沙平均沉速反而随ＣａＣｌ２Ｉ浓度增大而农渐减小;泥沙浓度随时间呈指数衰减     

硫酸钾肥对静止黄河水泥沙絮凝沉降的影响

为探索硫酸钾肥对黄河水泥沙在静止状态下沉降的影响,以硫酸钾浓度和泥沙粒径为参数,用移液管法研究了5种硫酸钾浓度和4种粒径范围段(<100,50~100,34~50,<34μm)黄河泥沙的沉降过程,探讨不同硫酸钾浓度对细颗粒泥沙沉降絮凝的影响。结果表明:硫酸钾浓度越大,含沙量下降越快,泥沙沉降速度越大,初始粒径<100μm,当硫酸钾浓度分别为0,2.86,7,14mmol/L时,沉降30min后相对含沙量分别为35.35%,30.75%,27.02%,14.00%,中值沉速ω50分别为1.55,3.00,3.91,4.93cm/min;泥沙初始粒径越小,硫酸钾促进絮凝沉降的作用越明显,<34μm的泥沙受硫酸钾影响最大,当硫酸钾浓度从0增大到60mmol/L时,初始粒径为<34μm的泥沙絮凝后的中值沉降速度从1.38cm/min增加到8.53cm/min,增加518.12%,初始粒径为34~50μm的泥沙絮凝后的中值沉降速度从6.29cm/min增加到8.43cm/min,增加34.02%,初始粒径为50~100μm的泥沙中值沉降速度从7.12cm/min增加到7.59cm/min,增加6.60%;泥沙粒径越小,硫酸钾浓度越大,对絮凝后中值粒径的影响越大,当硫酸钾浓度从0增大到60mmol/L时,初始粒径为50~100μm的泥沙絮凝后中值粒径与硫酸钾浓度之间无明显规律,不同处理间无显著差异,硫酸钾基本对该粒径段泥沙絮凝沉降没有影响,初始粒径为34~50μm的泥沙絮凝后的中值粒径从38.8μm增加到41.0μm,增大5.76%,初始粒径<34μm的泥沙絮凝后中值粒径从15.7μm增加到21.6μm,增大37.82%;絮凝后沉降泥沙中小粒径颗粒相对含量减少,大粒径颗粒相对含量增加,最大粒径变大,泥沙初始粒径为<34μm、硫酸钾浓度为60mmol/L处理絮凝后最大粒径为200μm。研究成果为解决水肥一体化过程中的滴灌堵塞问题提供了参考。     

不同阳离子对紫色土细颗粒絮凝沉降的影响

以紫色土细颗粒泥沙作为研究对象,探讨不同阳离子对紫色土细颗粒絮凝沉降的影响.结果表明:(1)Na+浓度为0～10 mmol/L时,随着浓度升高悬液澄清的时间缩短,浓度为7 mmol/L时105 min后悬液澄清,当Na+浓度为10 mmol/L时,60～70 min达到澄清,临界絮凝浓度在5～7 mmol/L之间;(2)Ca2+浓度较高(0.8～1.0 mmol/L)时,其对细颗粒泥沙絮凝沉降的影响逐渐减小;(3)Al3+浓度在0～0.3mmol/L时对土壤颗粒沉降速度影响非常显著,＞0.3 mmol/L时,沉降速度略有增加,但幅度明显小于初始阶段;(4)3种电解质体系中土壤颗粒发生凝聚过程拐点的排斥压强均在1.3～1.4 atm之间.     

非点源污染物细颗粒泥沙的絮凝—分散研究

细颗粒泥沙的絮凝－分散对土壤结构的稳定性,土壤中农用化合物的迁移以及侵蚀泥沙的输称、沉积有重要作用。文章概述了影响细颗粒泥沙絮凝－分散的几种主要因素－电解质种类及其深度,矿物组成,有机质含量,ｐＨ值以及水流紊动等;指出了当前研究中存在的不足之处。     

人工湿地对水体悬浮泥沙的影响

根据自然水体湿生植物(挺水植物)、浮叶植物以及沉水植物的空间分布规律,利用水生高等植物菖蒲(Acorus calamus)、菱(Trapa incisa)、黑藻(Hydrilla verticillata)、苦草(Vallisneria spiralis)和狐尾藻(Myriophyllum spicatum)构建的阶梯式人工湿地,定量化研究了植物群落对不同浓度悬浮泥沙水体在不同水力停留时间下的影响,并对输入悬浮泥沙浓度、输出悬浮泥沙浓度、水力停留时间等参数进行了比较分析。结果表明:(1)输入悬浮泥沙浓度依次为98.69,191.76,273.13 mg/L,平均为187.76 mg/L,流经人工湿地植物群落后,输出植物组的水体悬浮泥沙平均浓度为26.52 mg/L,为对照组平均浓度51.96 mg/L的51.04%;(2)输出人工湿地的悬浮泥沙浓度随输入悬浮物浓度的增加而增加,随水力停留时间的延长而降低,回归方程为Cplant out=1.231 0.170Cin-0.356H;(3)试验水体中滞留的悬浮泥沙浓度随输入悬浮物浓度的增加而增加,随水力停留时间的延长而减小,回归方程为Cplant water=1.158 0.261Cin-0.623H;(4)悬浮泥沙在人工湿地中的沉降量随输入悬浮物浓度的增加和水力停留时间的延长而增加,回归方程为Wplant=0.810Cin 0.886H-2.340;(5)要维持人工湿地沉水植物生长需要的透明度条件,输入悬浮泥沙浓度(Cin)与最小水力停留时间(Hmin)要满足如下关系:Hmin=0.419Cin-38.478(98.7相似文献   

灌溉水磁化处理对水肥一体化滴灌滴头堵塞的影响

为探究灌溉水磁化处理对引黄灌区水肥一体化滴灌滴头堵塞的影响,该研究针对内镶片式滴头,设置磁化强度为0.2、0.4和0.6 T,对照组为未磁化处理,并配置质量份数为2 %的硫酸钾肥、尿素和复合肥浑水（泥沙浓度为3.0 g/L）,采用短周期间歇性灌水试验。结果表明：磁化极显著减缓滴头流量与灌水均匀度的下降趋势（P<0.01）,不同肥料适合的最佳磁化强度不同,磁化强度为0.4 T时,对硫酸钾肥与复合肥混合液的灌水均匀度下降的减缓作用最大,磁化强度为0.2 T时,对尿素混合液的灌水均匀度下降的减缓作用最大;灌溉水磁化后,硫酸钾肥和复合肥处理毛管前段堵塞滴头的数量增加,尿素处理的减少;磁化处理显著影响滴头堵塞敏感粒径的沉降和运动,显著增加了硫酸钾肥与复合肥混合液在毛管中淤积泥沙的敏感粒径（<0.03 mm）占比,减少了滴头输出泥沙中敏感粒径占比,尿素则相反。研究结果可为引黄灌区水肥一体化滴灌滴头抗堵塞防治措施提供参考。     

浑水含沙率对膜孔灌肥液入渗土壤水氮运移特性的影响

为研究浑水膜孔灌条件下含沙率对膜孔灌肥液入渗土壤水氮运移特性的影响,通过室内膜孔入渗试验,设5个含沙率水平(0、3%、6%、9%、12%),观测累积入渗量、湿润锋运移距离、湿润体内水分以及NO-3-N和NH4+-N运移变化特性。结果表明:浑水含沙率越大,湿润锋运移距离越小,相同入渗历时内湿润体体积和高含水率区域越小,湿润体内同一位置处土壤含水率越小。单位膜孔面积累积入渗量与入渗时间符合Kostiakov模型(R2>0.9,P<0.01);随着浑水含沙率的逐渐增大,入渗系数逐渐减小,而入渗指数基本不变。垂直湿润锋运移距离和减渗率均与入渗时间呈极显著的幂函数关系,含沙率对减渗率的影响主要是通过对减渗系数的影响来实现。湿润体土壤NO-3-N和NH4+-N含量随着浑水含沙率的增大而减小,且在膜孔中心附近区域其含量均较高。土壤NO-3-N主要集中分布在湿润半径10 cm范围内,湿润体水平方向及膜孔垂向土壤NO-3-N含量均随着距膜孔中心距离的增加而降低;而土壤NH4+-N主要集中分布在湿润半径5 cm范围内,湿润半径5~10 cm范围内的土壤NH4+-N含量随着土壤深度的增加而降低。研究结果可为进一步深入研究浑水膜孔灌肥液入渗提供理论依据。     

掺气水射流应用于低压摇臂喷头的试验

为解决固定式旋转喷头低压喷灌时,水射流向末端集中形成水量分布不均匀的问题,提出水气两相射流进行喷灌的方法。在摇臂喷头结构的基础上,增加掺气结构,形成掺气射流喷头,以相同工作水压力、射流仰角、喷嘴出口流量相同为约束,以及不考虑副喷嘴对喷洒的影响,对比了掺气与不掺气2种情况下 PY20喷头的射程、径向水量分布、1倍射程间距的正方形组合喷灌均匀系数,雨滴粒径等参数。试验结果表明：原不掺气摇臂喷头出口直径7 mm,安装内径2 mm 的掺气管后出口直径改为8.3 mm,此时两者具有相同的出口流量,2种喷头在相同工作压力下具有近似相等的射程;在掺气喷头工作水压低至100 kPa 情况下,喷头仍具有76 mm 水银柱高差的掺气负压能力;掺气摇臂喷头改善了径向水量分布线射程中段的水量,使水量分布线发生了中段略微增高、末端略下降的变化,从而使1倍间距的正方形组合喷灌均匀系数在低于国家标准工作压力的200 kPa 情况下,从62.8%提高到68.8%;采用激光雨滴谱仪测量射程中部和末端2个地方的水滴粒径表明：掺气状态下射程中部的水量累积百分比中位直径 d50远大于不掺气状态,射流末端对比 d50则小于不掺气状态,说明掺气改变了喷头的雨滴粒径分布。该文试验结果证明掺气摇臂喷头在农业喷灌中应用具有可行性。     

水、磷对紫花苜蓿产量及水肥利用效率的影响

【目的】紫花苜蓿作为畜牧业生产中最主要的优质绿色饲料,是发展草食畜牧业的物质基础,同时它也是一种需水需肥较多的作物。如何从技术方面提高单位面积苜蓿产量,实现苜蓿高产栽培是科学研究人员及生产者研究的重点。北京市东南部接壤的蓟县、宝坻及南部接壤的廊坊、武清等地区,是北京市在生态和环境优先发展原则下畜牧养殖业外移的重要承接区域,苜蓿在当地种植缺乏科学指导,年干重产量仅为7500~10000 kg/hm2,盐碱地年产量更低,为4500~6000 kg/hm2。本研究通过苜蓿水肥试验确立紫花苜蓿达到高产的最佳磷肥施用水平和灌水量,为京南地区苜蓿高产及水肥的高效利用提供可借鉴的水肥管理技术。【方法】实验在低磷砂壤土条件下进行,选用紫花苜蓿中苜2号品种,设置全生育期不灌水（W0）、以及返青后及第1、2茬刈割后灌水且每次灌水25 mm （W1）、50 mm （W2）、75 mm （W3）4个灌水处理;每个灌水处理下设置不施磷（F0）、施P2O5 105 kg/hm2（F1）、210 kg/hm2（F2）3个施磷量处理,研究了灌水和施磷对紫花苜蓿产量、水分和磷肥利用效率的影响。【结果】1）灌水对1、2茬苜蓿产量的影响有显著差异,对3、4茬及全年产量的影响无显著差异;施磷肥对第3茬苜蓿产量没有显著影响,但对第1、2、4茬及全年苜蓿产量的影响均存在显著差异。2）灌水和施磷肥对紫花苜蓿的水分和肥料利用效率均有显著影响,随着施磷量的增加,苜蓿的水分利用率逐渐增大,说明施磷可以提高水分利用效率;随着灌水量的增加,苜蓿的磷肥利用效率呈先增加后降低的趋势,说明适当的增加灌水量可以提高苜蓿的磷肥利用效率。【结论】综合考虑紫花苜蓿产量、水分和肥料利用效率等指标,最优试验处理为每次灌水量50 mm,施P2O5 210 kg/hm2,其次为每次灌水量25 mm, 施P2O5 210 kg/hm2。     

“圆中环”沉沙排沙池浑水沉沙特性

"圆中环"沉沙排沙池是一种新型二级泥沙处理设施,以新疆呼图壁阿苇滩"圆中环"为原型,通过物理模型试验研究其浑水沉沙分布规律以及沉沙排沙效果。研究表明:"圆中环"的含沙量、沉沙范围和沉沙粒径在环向呈不均匀分布,135°~225°范围分布较大。但含沙量及沉沙粒径在径向与半径成反比,在距离圆心1/2半径处以内含沙量沿垂向与水深成反比,垂向分布不均匀,沉沙颗粒较粗,其余范围含沙量垂向分布较均匀,沉沙颗粒较细;在设计工况条件下,"圆中环"截沙率为90.9%,1 mm粒径范围截沙率为100%。试验证明:"圆中环"存在泥沙分选现象,水沙分离依靠重力沉降,溢流堰长是沉沙效率高的重要原因。"圆中环"沉沙粒径范围大,截沙率高,排沙耗水率较小,并能利用水力作用自动排出沉沙。研究结果可为"圆中环"优化结构形式及设计应用提供参考。     

加气滴灌提高大棚甜瓜品质及灌溉水分利用效率

为揭示加气频率和滴灌带埋深等对甜瓜产量、品质及水分利用效率的影响,以甜瓜(陕甜一号)为研究对象,采用追加正交试验设计,研究不同加气频率、地下滴灌带埋深及灌水控制上限对大棚甜瓜果实形态、产量、品质及灌溉水分利用效率的影响。结果表明:对果实形态、品质及产量影响的大小顺序依次为加气频率、滴灌带埋深和灌水控制上限。对水分利用效率的影响大小顺序依次为灌水控制上限、加气频率和滴灌带埋深。根区加气能够显著改善果实产量及品质,滴灌带埋深为25 cm,每天加气1次品质及果实形态指标最好,产量最高。灌水量控制在田间持水量的80%时,果实可溶性固形物含量最高,但灌水量为70%田间持水量时,可溶性总糖、产量、水分利用效率最高。综合考虑,最优处理组合为滴灌带埋深25 cm,每天通气一次,灌水控制上限为70%田间持水量。     

增氧地下滴灌改善土壤通气性促进番茄生长

增氧地下滴灌将空气与灌溉水混匀后输送到作物根区,可实现作物提质增产和水肥高效利用,而其关键作用机制尚不明确。该文以番茄为供试作物,设置灌水量和增氧量2因素2水平完全随机区组试验,记为W1和W2(分别为作物-蒸发皿系数的0.6和1.0倍)、A和C(增氧和对照组),系统监测了壤质黏土条件下作物生长生理动态与土壤通气性状况,探究土壤通气性与作物生长之间的响应机制。结果表明,增氧地下滴灌对土壤溶解氧浓度、氧气扩散速率、氧化还原电位和土壤呼吸有一定的改善作用。与对照相比,W2A处理开花坐果期灌水后第2天的土壤溶解氧浓度、氧气扩散速率、氧化还原电位和土壤呼吸速率提高了25.71%、52.90%、41.99%和64.70%(P0.05)。土壤氧气扩散速率和氧化还原电位分别与溶解氧浓度和充气孔隙度呈极显著正相关(P0.01)。增氧地下滴灌促进了番茄生物量积累和养分利用,促进了作物的光合作用,表现为产量提高和品质改善。与对照相比,W2A处理3个时期的光合速率分别增大14.51%、21.72%和13.76%(P0.05),地上及地下部鲜质量分别增加了68.14%和55.18%(P0.05),根、茎、叶氮素吸收量增加了52.94%、42.03%和24.12%(P0.05),产量、可溶性固形物和维生素C含量增加了66.40%、51.77%和20.26%(P0.05)。1.0倍作物-蒸发皿系数灌水时增氧处理在改善土壤通气性,促进番茄生长,提高番茄产量方面的效果最为明显。作物产量与溶解氧浓度、氧化还原电位及土壤呼吸均值均呈显著正相关(P0.05),作物品质(可溶性固形物、总酸含量)与土壤溶解氧浓度、氧气扩散速率和土壤呼吸均值呈显著正相关(P0.05)。研究结果为揭示增氧地下滴灌对土壤通气性的改善效应提供了科学依据。     

浑水灌溉和有机肥对土壤水分运移、蒸发及淋溶的影响

为揭示浑水含沙率和有机肥对土壤水分入渗和淋溶损失的影响,该研究采用室内一维土柱入渗装置,研究4个浑水含沙率水平（0、4%、8%、12%）和4个生物有机肥施肥水平（0、2 250、4 500、6 750 kg/hm²）对土壤水分运移、蒸发特性及淋溶损失的影响。结果表明：随着浑水含沙率和施肥水平的增大,相同时间内湿润锋运移距离和累积入渗量逐渐降低,且湿润锋运移距离与入渗时间符合幂函数关系。Kostiakov入渗模型可描述浑水灌溉和施肥条件下的土壤水分入渗变化过程（R²>0.9）,随着浑水含沙率和施肥水平的逐渐增大,入渗系数逐渐减小,而入渗指数逐渐增大。浑水灌溉和施肥条件下的累积蒸发量与蒸发时间符合Black和Rose蒸发模型（R²>0.9）,且Black模型的精度比Rose高。与清水入渗相比,浑水入渗可提高土壤中的电导率、有机质含量、淋溶液中的电导率和总溶解性固体物质,同时降低累积蒸发量、土壤的含水率、pH值和累积淋溶液体积。与不施肥相比,施有机肥能减少土壤水分的蒸发,同时还能降低累积淋溶液体积以及淋溶液中的电导率和总溶解性固体物质,增加土壤中的有机质含量和电导率。该研究结果可为浑水灌溉高效利用和合理施用有机肥量提供科学参考。     

加气对西北旱区膜下滴灌棉花生长与水分利用效率的影响

针对膜下滴灌棉田土壤根际低氧胁迫抑制棉花水分利用问题，探讨不同生长阶段加气灌溉对棉花生长发育及水分利用的影响。研究设置了苗期、蕾期、花铃期、蕾期+花铃期、苗期+蕾期+花铃期5个加气阶段，以生育期不加气为对照进行田间试验。结果表明：花铃期加气土壤呼吸和土壤温度峰值较其他处理延后了9 d，使加气效果得到延长，更好地改善了土壤环境，在获得最大产量的同时，水分利用效率也最高。土壤氧气含量对棉花产量的影响程度最大，且花铃期土壤氧气含量对产量和水分利用效率的正面影响均大于其他生育期。因此，在棉花花铃期进行加气灌溉是缓解覆膜造成的棉花根际低氧胁迫，提升棉花产量与水分利用效率的最佳时期。研究结果对揭示加气灌溉对棉花生长的影响机制及进一步提高水土资源利用率提供了理论依据。     

微咸水滴灌对黄瓜产量及灌溉水利用效率的影响

试验主要研究了华北半湿润地区微咸水滴灌条件下,滴头正下方0.2 m深度土壤基质势分别控制在－10～－50 kPa时,不同盐分浓度微咸水(2.2～4.9 dS/m)对黄瓜产量、灌水量及灌溉水利用效率(IWUE)的影响。研究发现当灌溉水电导率(EC)大于1.1 dS/m时,黄瓜的产量随着EC的增大而降低。当滴头下0.2 m深度土壤基质势控制在－25～－35 kPa时,黄瓜表现出来的耐盐性最强,EC每升高1 dS/m产量大约降低3%。总的趋势是土壤基质势控制越高(－10 kPa)处理的灌溉量越多,IWUE越低,而土壤基质势控制越低(－50 kPa)处理的灌溉量越少,IWUE越高。通过研究,在年降雨量大约为600 mm的半湿润地区,当没有足够的淡水用于作物灌溉时,可以在采用一系列灌溉与栽培管理措施条件下,利用2.2～4.9 dS/m的微咸水来灌溉黄瓜等对盐分中等敏感的作物。