冻融条件下重塑黄土渗透规律试验分析

【目的】研究冻融作用对重塑黄土渗透特性的影响,为季节冻土区黄土边坡、道路及堤坝等工程的设计和施工提供参考。【方法】以Q3黄土为研究对象,在封闭系统下进行快速冻融循环试验,每个循环为-20℃冻结12h,20℃融化12h,冻融循环次数分别为0,2,4,5,10,14,17和20。将干密度为1.7g/cm~3、含水率为18.0%的重塑黄土样制成长×宽×高为1cm×1cm×2cm的长条形样品,然后置于高低温试验箱进行冻融循环处理;将冻融后的样品风干后进行扫描电镜观察,并定量分析重塑黄土的骨架颗粒形态、连接方式、孔隙形态及孔隙面积比等微观结构特征。同时制作含水率分别为15.0%,18.0%,21.0%,28.0%及饱和含水率的土样,分5层压制成干密度分别为1.4,1.5,1.6和1.7g/cm~3的黄土三轴样,然后置于高低温试验箱进行冻融循环试验;最后在围压分别为100,200,300和400kPa条件下进行三轴黄土渗透试验,分析围压、含水率、干密度和冻融循环次数对黄土渗透特性的影响。【结果】冻融作用对土体表面结构破坏严重,有横向和纵向裂缝。冻融过程中,重塑黄土土体微观结构发生了明显变化,集团粒数量明显减少,土粒胶结性变差;随着冻融循环次数的增加,土样的孔隙面积比呈指数增大趋势,冻融循环20次后孔隙面积比由0.76增加到0.79。渗透系数随围压的增大表现出指数衰减特征,且围压为400kPa时渗透系数差异较小;随着干密度和初始含水率的增加,渗透系数表现出抛物线变化特征,且干密度和含水率分别为1.6g/cm~3和21.0%左右时,渗透系数较大;渗透系数随冻融循环次数增加表现出指数增大特征,冻融循环20次后渗透系数增加1~2个量级。【结论】经历冻融循环后,重塑黄土土体的结构强度遭受一定程度破坏,渗透性增强,冻融循环20次后黄土土体渗透特性趋于稳定;冻融过程中产生的裂缝是诱发黄土土体渗透性增强的主要原因;冻融过程中重塑黄土渗透特性与土的初始状态、冻融循环次数及围压密切相关。     

含水量对非饱和黄土强度的影响

试验和分析表明，在较大的含水量变化范围内，非饱和黄土的粘聚力和含水量之间呈幂函数关系。依据库伦－摩尔强度准则，非饱和黄土的抗剪强度随外部压力和含水量的变化规律可用强度曲面描述，提出了非饱和黄土强度的临界含水量计算式。     

灌区渠道渗漏量的室内外渗透试验研究

以沈阳市毓宝台灌区为例,对原状土样采用2种试验方法,一种在现场采用双环入渗试验法,另一种在室内依据＜土工试验规程＞采用变水头渗透试验法,实测得出灌区的渗透系数,计算得出渠道的渗漏量.采用SAS 6.12程序的T-TEST模块分析试验结果,对2种试验方法作出比较.     

多方法处理老化垃圾渗滤液的对比试验研究

老化垃圾渗滤液的处理一直是近几年污水处理领域的热点和难点问题。针对目前老化垃圾渗滤液处理中高氨氮和难降解物质处理等难点问题,以成都长安垃圾填埋场的老化垃圾渗滤为研究对象,采用Fenton试剂、超声波和超声波-Fenton联合法处理,确定了各方法的最佳运行参数。     

透水砖铺装地面垫层结构对城市雨水入渗过程的影响

为了给透水砖铺装系统综合排水设计提供依据,建立了透水砖铺装地面物理模型,采用4种透水砖铺装结构形式(垫层由不同厚度的无砂混凝土、中砂、砂砾料组合而成),进行了模拟降雨条件下雨水入渗过程试验研究。结果表明:降雨过程中超渗的水流形成表层流,其水分延续入渗使地基土壤水分继续增加;4种处理在模拟降雨1 h,强度59.36 mm/h的情况下产流量均为0,下渗率的大小与垫层透水性程度呈正比,与土壤初始含水率呈反比;在模拟降雨2 h,强度59.36 mm/h的情况下(相当100年一遇2 h降雨量),透水砖铺装地面处理1(垫层结构自上而下为中砂10 cm、砂砾料20 cm),入渗效果最优,此时无地面产流。对于新建居民小区、道路、园林绿化等领域布置综合排水系统,以及那些现有排水系统超载严重,难以进行管网改建或改建代价过高的区域,用透水砖铺装地面取代不透水铺面是减少城市地面淹水频次和涝灾程度的良好途径之一。     

保水剂对土壤的物理性质与水分入渗的动态影响

保水剂在农业上的应用对于缓解干旱具有重要的意义,但其应用后会发生降解而最终失去保水作用,因此了解其在降解过程中引起的土壤物理性质的动态变化及水分运动的机理,是其能否正确应用的关键,本试验以保水剂在农业应用中的典型用量为基础,研究了保水剂对土壤的物理性质动态影响及一维土壤水分。结果表明,保水剂施入土壤后其性能不断衰减是导致土壤物理性质不断变化的最根本原因;土壤中施用保水剂后土壤的质量饱和含水率明显增加,饱和导水率降低,但随着保水剂性能的逐渐衰减,饱和含水率呈现下降趋势,饱和导水率呈现上升趋势;施入保水剂后土壤的扩散率是一个曲面,并且随着保水剂自身性能的衰减,呈现逐渐扩展的趋势;施用保水剂后土壤入渗的湿润锋前进速度下降,这主要是由于施用保水剂土壤的饱和含水量增加和保水剂膨胀堵塞土壤孔隙造成的;通过对施用保水剂土壤的扩散率和导水率的分时段研究,最终建立施用保水剂土壤的一维水分运动方程,试验证明其可行,且精度在允许的范围内。     

Ca2+对磷酸铵镁沉淀法处理垃圾渗滤液的影响研究

磷酸铵镁沉淀法因其反应时间短,操作简便和原材料容易获得的优势被广泛利用在垃圾渗滤液的处理中。在生活垃圾产生的渗滤液中出存在着大量的Ca2+,而这些Ca2+会对磷酸铵镁沉淀法处理渗滤液产生一定影响。实验通过设置渗滤液中Ca2+的浓度探索Ca2+对磷酸铵镁沉淀法降低COD和氨氮的影响。在实验中,磷酸铵镁沉淀法对氨氮的去除率从65.12%下降至42.52%,同时COD的去除率也从51.90%下降至37.87%。实验证明,垃圾渗滤液中Ca2+的含量会影响Mg2+与PO43-和氨氮结合,降低氨氮和COD去除率。     

地表干扰恢复措施对宁南黄土丘陵区典型草原土壤水分入渗特性的影响

[目的]探讨黄土丘陵区地表干扰恢复措施对土壤水分入渗特性的影响。[方法]用双环法测定了宁南黄土丘陵区典型草原鱼鳞坑、水平沟和封育3种恢复措施实施5年后土壤水分入渗特性。[结果]鱼鳞坑、水平沟措施使土壤水分入渗速率显著增加,这与地表干扰导致土壤容重和孔隙度增加有关。水分入渗过程适合用Philip入渗公式模拟。[结论]地表干扰恢复措施可提高土壤水分入渗性能。     

菌株SDB1-2的筛选及其对垃圾渗滤液处理的应用

【目的】为了筛选出能高效降解渗滤液中氨氮或TN的菌株。【方法】在高浓度的初始氨氮浓度条件下从北京市南宫堆肥厂垃圾渗滤液中筛选出一株能高效降解氨氮的菌株SDB1-2,通过形态观察、革兰氏染色和16S-rRNA分子鉴定,鉴定该菌株为肺炎克雷伯氏菌Citrobacter freundii,简称SDB1-2。【结果】经研究发现,其能降解初始氨氮浓度高达2 000mg/L的人造废水。在不添加任何其他物质的条件下,该菌株对北京市某综合垃圾处理厂渗滤液中氨氮,TN和COD均能实现一定程度的降解,对同一批垃圾渗滤液进行高温高压处理后,同等条件下其最高去除率分别为51.15%、35.03%、57.45%。【结论】为环保工作者开发垃圾渗滤液处理生化工艺中氨氮、TN或COD的高效去除提供理论依据和技术支持。     

黄土丘陵区3种退耕灌木林生态系统碳密度的对比研究

【目的】比较宁夏隆德县3种灌木林生态系统的固碳能力,以便选择和发展固碳能力较强的灌木种。【方法】在宁夏隆德县退耕还林实施区,选择7年生沙棘(Hippophae rhamnoides)、柠条(Caragana korshinskii)和山毛桃(Prunus davidiana)灌木林,设置样地,测算灌木层、草本层的生物量,并取0~100cm土层土样,测定不同土层土壤体积质量,计算灌木层、草本层和土壤层的碳密度,分析3种灌木林各组分及土壤碳密度的变化。【结果】沙棘、柠条、山毛桃灌木林生态系统碳密度分别为63.29,52.82和77.78t/hm2,其碳密度的空间分布格局基本一致,即土壤层碳密度所占比例最大,分别为88.56%,87.79%和87.44%;其次为灌木层,所占比例分别为10.18%,11.25%和12.16%;草本层所占比例最小,分别为1.26%,0.97%和0.40%。在0~100cm土层,土壤层碳密度随着土层深度的增加总体呈下降趋势,且山毛桃林土壤层碳密度(68.01t/hm2)明显高于沙棘林(56.05t/hm2)和柠条林(46.37t/hm2)。【结论】与沙棘、柠条相比,山毛桃是一个固碳能力较强的灌木种,适度发展山毛桃在一定程度上有利于固定更多的碳。     

黄土高原人工植被与其水分环境相互作用关系研究

以黄土高原半湿润区为代表,就主要人工植被对土壤水分影响现状及其原因,分别立地条件类型,进行了广泛调查与定点测定．结果表明,各种人工植被均有导致深层土壤干化的可能．干化层的出现,是人为高密度粗放经营,造成了水分长期亏损的累积结果．它的存在已对林木的生长及林分的稳定构成了威胁．经对残塬沟壑区人工林地水分年际变化规律进行定位观测,以及对该区土壤、气候特点的分析,认为由于特殊的自然条件,该区森林植被难以发挥涵养水源的生态功能．     

吉林省珍稀濒危树种的资源现状及治理对策

就吉林省珍稀濒危树种资源现状及危机成因进行了分析，并提出了相应的治理对策。     

黄土高原沟壑区土壤抗蚀性的初步研究

通过对黄土高原沟壑区不同地类土壤抗蚀性的研究,发现林草地土壤抗蚀性能明显高于农田,表层土壤的抗蚀性能一般比下层土壤要强。研究表明土壤容重、大于0.25mm的土壤水稳性团聚体含量以及土壤渗透系数是决定土壤抗蚀性大小的主导因素。通过运用逐步回归分析方法,得到了可用于预报和确定土壤抗蚀性的回归方程。     

黄土高原刺槐水分关系研究进展

从刺槐生长与水分关系、刺槐水分生理生态特性、蒸腾作用及其与环境因子关系3个方面综述了近20年来黄土高原刺槐水分关系的研究进展。     

西北卫生填埋场渗滤液回灌系统研究

回灌技术是一种简单、低廉的渗滤液处理技术,可有效降低渗滤液中COD和氨氮的含量,加速填埋场内垃圾的降解,提高产甲烷速率和甲烷的产量,增大填埋场的沉降速率和总沉降幅度,缩短填埋场的维护期。回灌技术能够适应渗滤液水质水量的复杂变化,在我国西北地区有非常广阔的应用前景。同时,由于该技术在我国利用过程中尚缺乏成熟的工艺设计和运行经验,所以还有待进一步研究和实践。     

黄土高原15种植物种子发芽的比较研究

[目的]为黄土高原植被的恢复建设提供科学依据。[方法]采用三因子两水平设计,比较研究了黄土高原15种常见植物种子在冷湿层化、光照和温度变幅及其交互作用下的萌发特性。[结果]冷湿层化、光照分别对7、10种植物的萌发率有显著的影响。温度变幅对8种植物的萌发率有显著影响,且高温变幅时植物有更高的萌发率。冷湿层化、光照和高温变幅交互作用时能提高狗尾草、冰草和醉马草的萌发率。冷湿层化、光照和温度变幅对芨芨草、打碗花和披针叶黄华的萌发率没有显著影响。[结论]冷湿层化、光照及温度变幅能够影响黄土高原植物种子的萌发率。     

垃圾渗滤液的COD与TOC相关性研究

[目的]研究通过测定垃圾渗滤液TOC来预测COD的可行性。[方法]测定国内不同地区7个垃圾填埋场的TOC和COD值,通过文献获得不同地区的TOC和COD数据。利用MS Modeling 4.0中的线性回归方法建立TOC与COD的关系方程,分析TOC和COD的相关关系。[结果]结果表明,COD与TOC具有较好的相关性。可通过测定TOC来预测COD值,快速了解垃圾渗滤液的有机污染程度。[结论]TOC的测定具有快速、准确、不产生二次污染的特点,对垃圾渗滤液处理工程的运行管理提供指导。     

几种干旱评估指标在黄土高原的应用对比分析

利用4种气象干旱指数计算方法,以农业气象干旱指标为参照,对2007年3月～6月陕西黄土高原43县区出现的干旱天气过程进行分析比较。结果表明,4种干旱指数计算结果比统计部门的实际旱情程度严重;相对湿润度指数计算出的干旱等级比实际统计等级严重;标准化降水指数计算结果反映出特旱面积过大;降水量距平百分率和气象干旱综合指数计算结果与实际情况基本一致。在干旱开始与结束日期计算中,相对湿润度指数计算结果与水利部所规定的水利行业标准计算结果一致;在干旱结束日期计算中,采用气象综合干旱指数和降水距平百分率指数计算的结束日期与水利部规定计算结果较为接近。     

农业水利建设中黄土边坡抗震分析

地震过程中,地震力的方向是不定的,仅考虑水平的地震力对黄土边坡的影响,具有明显的不足。利用地震角的影响,把地震力分解到潜在滑动面的法线和切线方向,计算相应的地震力,对黄土边坡在地震力作用下的安全性进行比较研究,对黄土边坡抗震设计具有一定的指导意义。