淡水与微咸水入渗特性对比分析

为了研究淡水与微咸水连续和间歇入渗特性的差异,采用矿化度1.33 g/L的淡水与矿化度3 g/L的微咸水,在黏质土壤条件下进行了一维积水连续入渗及间歇人渗试验.研究结果表明,采用微咸水入渗可以改变土壤的结构特性,从而增大土壤的入渗能力;利用一维代数人渗模型对试验资料进行处理,结果表明模型可以比较精确地描述微咸水入渗过程;人渗水为淡水时,间歇入渗减渗,而入渗水为微咸水时,间歇入渗增渗;间歇入渗的循环率不同,其减渗效果及增渗效果都略有差异.     

不同初始含水率条件下的微咸水入渗实验

针对矿化度均为3g/L的微咸水入渗时,土壤初始含水率对土壤入渗过程的影响,采用室内均匀土柱一维垂直入渗实验方法,分别对初始含水率为2.25%、8.18%、13.12%、16.40%的土柱入渗过程进行了研究。分析了不同土壤初始含水率对累积入渗量和湿润锋推进深度以及土柱剖面含水率的影响。采用Kostiakov模型对累积入渗量和时间的关系进行了拟合,结果表明累积入渗量与初始含水率呈负相关关系。采用幂函数将初始阶段的湿润锋推进深度与时间关系进行拟合,结果表明二者呈明显的幂函数关系,且初始含水率越高湿润锋推进速度越慢。采用一维代数模型对土壤剖面含水率进行分析发现,初始含水率越高,模型的理论值越准确。总之微咸水在土壤中的入渗能力与初始含水率有着密切关系,随着入渗过程的进行,初始含水率对入渗能力的影响逐渐减小。     

施钙条件下微咸水间歇入渗土壤水盐运移特征

施钙条件下微咸水一维间歇积水入渗试验结果显示:入渗量相同时,随着间歇时间和矿化度的增大,同一土层含水量减小;施钙使得入渗水中的钠离子不容易被表层土壤团粒所吸附,间歇时间越长,吸附在表层土壤中的钠离子浓度越低,相对的钙离子浓度增大,但间歇时间对总盐分浓度分布特征并无显著影响;同一土层上,钠离子浓度和钙离子浓度随着入渗水矿化度的增大而增高;土壤表层0~10 cm,施钙后的钠离子浓度明显小于不施钙的钠离子浓度,表层钠离子浓度降低,在实际中有利于作物生长。     

微咸水间歇供水方式土壤水盐分布分析

为了研究间歇供水微咸水不同入渗方式对土壤水盐分布的影响,开展了一维积水间歇入渗试验,研究了微咸水矿化度分别为1.75、3和5g/L,及不同周期数和循环率入渗条件下的入渗特性,并对比了不同矿化度、不同周期数与不同循环率对间歇入渗后土壤水盐分布的影响。结果表明,微咸水间歇入渗与一般的间歇入渗规律相同,但在试验取用范围内高矿化度、小周期数和高循环率可以有效促进水分入渗,矿化度提高土壤中盐分含量也随之增加,盐分含量随着间歇入渗周期数的增大而增大。     

微咸水连续灌溉对冬小麦产量和土壤理化性质的影响

为了合理开发和利用黄淮海平原浅层地下微咸水,2003~2005年在中科院河北南皮生态实验站连续以3g/L的微咸水对冬小麦进行田间灌溉试验,分析了微咸水灌溉对土壤含盐量、土壤溶液盐分含量、电导率以及冬小麦产量的长期影响,为建立华北地区冬小麦微咸水灌溉的合理灌溉制度和微咸水的合理利用提供理论依据。结果表明,连续利用3g/L的微咸水灌溉,会造成土壤表层盐分的累积,尤其在降水量偏少的年度会使作物受到盐分胁迫。微咸水灌溉比旱作增产,灌溉三次比灌溉两次产量高,降水量偏少的年份应尽量避免连续用微咸水进行灌溉。     

淡水入渗模型对咸水入渗过程的适用性

由于咸水中含有各种盐分离子,当咸水进入土壤后,会引起土壤物理特性改变,从而影响土壤的入渗特性.为了分析单因素对土壤入渗能力的影响,在中国科学院南皮生态农业试验站进行了不同矿化度和钠吸附比(SAR)的咸水一维垂直积水入渗试验.结果表明:咸水的土壤表征饱和导水率在2.99 g/L时存在突变现象,并达到最大值;当矿化度为3 g/L,而SAR不同的水入渗时,SAR在8.15(mmol/L)1/2时,饱和导水率达到最大值;当SAR大于8.15(mmol/L)1/2时,饱和导水率呈下降趋势.利用Green-Ampt模型及一维代数入渗模型,对试验结果进行对比分析,结果表明两种模型都可以描述咸水入渗特征,但相关参数具有不同于淡水的变化特征.通过对累积入渗量的理论值与实测值的分析得知,长历时入渗的情况下,Green-Ampt模型较精确;在短历时入渗情况下,一维代数入渗模型较精确.     

增氧淡水与微咸水对小麦萌发特性的影响

为合理开发利用微咸水、提高微咸水利用效率、降低微咸水灌溉下的次生盐碱化风险,将增氧技术与微咸水灌溉相结合,基于理论分析与试验研究相结合的方法,研究了微咸水、增氧淡水、增氧微咸水对小麦种子萌发特性的影响。结果表明:在不同矿化度的微咸水条件下,矿化度2 g/L较利于小麦种子的萌发。增氧淡水(溶解氧质量浓度9.5～22.5 mg/L)能够增加萌发4 d的小麦种子萌发数量,但却抑制了小麦种子萌发过程中的单粒根质量和幼芽平均高度;当溶解氧质量浓度超过22.5 mg/L时,发芽率有所下降,说明过高的溶解氧质量浓度会抑制种子的萌发。不同矿化度微咸水增氧处理下的小麦种子表现出不同的较适宜溶解氧质量浓度,1、3、5 g/L矿化度下的较适宜溶解氧质量浓度分别为19.5、22.5、12.5 mg/L。根据增氧微咸水处理的耦合试验数据,建立了增氧微咸水处理条件下小麦种子发芽率与矿化度、溶解氧质量浓度之间的经验模型,经回归分析,相关系数为0.900 2,决定系数为0.810 3,说明模型拟合程度较好。     

咸水区找淡水技术的研究与应用

针对湖相沉积咸水区地下水埋藏和分布特点，应用地下水研究的阿尔奇(Archie)公式，自1995年以来，总结出地下水电阻率与其矿化度之间的相互关系并应用计算电阻率的方法确定不同水质的技术指标，使其成为衡量地下水矿化度的依据，用于调查咸淡水分布特点及规律。根据实测水质垂向排序特征，划分各种水质模型，建立咸水、微咸水、淡水的三维分布立体模型，并由此确定淡水井位和开采方案。该技术成果达到国际先进水平。     

咸水与微咸水在农业灌溉中的应用

开发利用咸水和微咸水是解决水资源短缺的一个重要途径 ,国内外已进行了大量有关微咸水及咸水应用及相关基础研究工作。总结了有关微咸水及咸水应用研究成果 ,同时对膜下滴灌技术开发利用盐碱地技术进行了总结分析 ,为合理利用微咸水和咸水资源提供指导。     

覆砂下微咸水盐度和SAR对水盐入渗及分布的影响

为探讨覆砂条件下灌溉水盐度及钠吸附比对土壤水分入渗过程及水盐分布的影响规律,通过室内土柱模拟试验,研究了灌溉水盐度(EC为0,1.0,2.5,5.0,7.5 dS/m,SAR为5.8(mmol/L)^0.5)和钠吸附比(SAR为 3.9,7.0,12.7,22.7(mmol/L)^0.5,EC为2.5 dS/m)对土壤累积湿润锋和入渗量以及水盐分布的影响.结果表明,随灌溉水盐度的增加,累积湿润锋呈增加趋势,而累积入渗量呈减少趋势.与去离子水相比,7.5 dS/m处理的累积湿润锋较蒸馏水增加了7.0%,而土壤平均含水率降低了36.0%.累积湿润锋和入渗量随灌溉水钠吸附比增加先增大后减小,土壤含水率受灌溉水钠吸附比的影响较小.土壤含盐量随灌溉水盐度增加而呈幂函数增加,但与钠吸附比无明显关系.灌溉水的钠吸附比提高了土壤pH值.     

咸水与淡水联合运用的策略

该文在研究作物耐盐性的基础上,提出咸淡水联合运用的策略——实行咸淡水轮灌与混灌,可以减缓盐分对作物的危害,改善土壤环境,增辟灌溉水源,扩大灌溉面积,夺取农业丰收。     

咸淡轮灌土壤水盐运移特征研究

为了寻求合理微咸水农田灌溉方法,进行了不同咸淡轮灌模拟试验,分析了累积入渗量、湿润锋、土壤含水量、土壤含盐量、盐分浓度和钠吸附比的变化特征,结果表明咸淡咸轮灌方式下土壤入渗能力较大,且脱盐区内脱盐率比淡咸咸的高,而淡咸咸轮灌方式下同一土层土壤含水量高。此外,灌2次咸水与1次相比土壤盐分浓度增加不大。而低SAR的微咸水对碱化土的改良有一定作用。     

微咸水-淡水交替灌溉对玉米生长指标及产量的影响

以隆平206玉米品种为载体进行了温室避雨盆栽试验,试验设计"咸-淡-淡"、"淡-咸-淡"和"淡-淡-咸"3种交替灌溉模式,即分别在壮苗期、拔节期、抽雄—乳熟期3个阶段灌溉微咸水,微咸水矿化度设计为1、3和5 g/L,监测生长生理和产量指标。结果表明,任一时期灌溉矿化度1 g/L微咸水对玉米株高、叶面积、SPAD和产量影响不明显;随微咸水矿化度的增加,玉米受抑制作用增强;微咸水灌溉后壮苗期玉米株高、叶面积、SPAD受影响显著,由于玉米前期补偿生长能力强,随生长推进,壮苗期微咸水灌溉处理与CK间差异逐渐减小,玉米株高、叶面积、SPAD受抑制最显著的为拔节期微咸水灌溉处理,其次是壮苗期,抽雄—乳熟期最小;对玉米产量影响最大的是抽雄—乳熟期微咸水灌溉处理,其次是拔节期,壮苗期影响最小,故生殖生长阶段不宜采用微咸水灌溉;滨海农区可根据淡水、微咸水资源的时空分布特征设计交替灌溉制度,利用淡水灌溉的补偿效应确保玉米产量。     

咸淡轮灌和生物炭对滨海盐渍土水盐运移特征的影响

为利用滨海地区微咸水改良盐渍土,进行了不同咸淡水轮灌(淡淡、淡咸、咸淡、咸咸)和施用生物炭(0、15、30 t/hm2)的室内入渗试验,探讨了咸淡轮灌和生物炭施用下滨海盐渍土水盐运移过程.结果表明:滨海盐渍土水分运动主要受初始入渗水质的影响,先咸后淡的轮灌方式更有利于土壤水分入渗,入渗速率增加了8.2％～46.9％,并...     

咸淡轮灌棉花耐盐指标及耐盐特征值研究

采用筒栽精确控制试验,模拟初始土壤含盐量较低,且降雨不足以对土壤进行淋洗的生产情况,通过分析不同生育期、不同程度盐分胁迫与棉花生长及生理指标的响应关系,得出不同生育期咸淡轮灌条件下棉花的耐盐指标及相应土壤含盐量的耐盐特征值。结果显示,株高相对增长量可以作为蕾期轮灌（AL）和花铃期轮灌（AH）的阶段耐盐指标,叶面积相对增长量可以作为AL、AH和吐絮期轮灌（AT）的阶段耐盐指标;相对铃数可以作为AL和AH的全生育期耐盐指标,相对叶面积可以作为AT的全生育期耐盐指标。在允许减产10%的情况下,AL与AH处理阶段土壤含盐量最好分别控制在0.277%和0.584%以下,全生育期土壤含盐量分别控制在0.486%和0.754%以下。AH较之AL和AT可以利用更多的微咸水。     

排盐补淡对滨海盐碱土壤盐分变化的影响

为明确增加地下水埋深及补淡淋洗对滨海盐碱土的脱盐效果,以期为滨海盐碱土壤改良及水资源合理利用提供科学依据。以浅井排盐和灌溉水、降雨淋洗作为排盐补淡措施,在距排盐井不同半径处对地下水位和1 m土层含盐量进行测定,研究其在排盐补淡过程中的变化情况。研究表明,利用4 m左右的简易浅井可有效增加地下水埋深,抽水区域地下水埋深围绕排盐井呈现"V"型变化;排盐对中度和重度盐碱土1 m土层含盐量的影响存在差异,中度盐碱土表现抑盐、重度盐碱土有脱盐效果,且都随着抽提半径的增大,抑盐脱盐效果减弱;灌溉或降雨对盐碱土壤有脱盐作用,抽水腾出土壤水库容会提高土壤脱盐率,比仅灌溉或降雨分别高34.22%和17.53%,接近水量的灌水处理比降雨效果明显。综上所述,增加地下水埋深、腾空土壤水库容可以有效抑制盐碱土壤返盐并提高灌溉水、降雨等淡水洗盐效率,加大土壤脱盐效果。     

微成水入渗土壤水盐运移特征分析

提高水分的淋洗脱盐效率也是节水的一个重要途径。通过室内垂直入渗试验研究了淋洗水量、入渗水质和土壤初始含水量对土壤脱盐状况和水分洗盐效果的影响。结果表明，脱盐深度随入渗水量的增加呈幂函数增加。随入渗水矿化度和土壤初始含水量的增加而减小；脱盐区土壤平均含盐量随累积入渗量的增加而减少，随入渗水矿化度和土壤初始含水量的增加而增加。水分的脱盐效率随淋洗水量的增加呈幂函数减小，随入渗水矿化度的增加线性减少。土壤初始含水量对初期水分脱盐效率有影响，但对后期水分脱盐效率影响不大。对脱盐效率影响因素的分析可以为设计合理的淋洗水量提供参考。