水热环境对不同紫色母岩崩解特性的影响

为研究马头山组(K2m)、禄丰组(J1I)和妥甸组(J3t)紫色母岩在不同水热环境下的崩解特性,综合考虑了水作用(饱和泡水和表面浸水)、热作用(自然昼夜温差和极端温差)和水热相互作用,设计了紫色母岩崩解的5种试验处理:浸水极端温差、饱和极端温差、饱和自然温差、浸水自然温差和极端温差.结果表明母岩崩解速率的大小顺序为:浸水极端温差＞饱和极端温差＞饱和自然温差＞浸水自然温差＞极端温差,说明在温差较大时,干湿交替处理比饱和泡水处理更利用崩解,在温差不大时,饱和泡水处理比干湿交替处理更利于母岩崩解,纯粹的温度变化对母岩崩解的影响很小. 三种紫色母岩的平均崩解速率大小依次为:妥甸组＞禄丰组＞马头山组,这与母岩的化学成分、矿物组成和微结构特征密切相关.不同试验处理下的崩解速率与干湿变化、冷热变化和循环次数呈较好的线性关系.妥甸组崩解速率与循环次数呈负相关,其他两种母岩的崩解速率与循环次数、冷热变化和干湿变化均呈正相关.     

胶体颗粒对不同粒径饱和多孔介质渗透性的影响

探讨胶体颗粒在多孔介质中迁移所发生的物理、化学及生物作用过程,在许多学科中具有重要的科学意义。采用室内石英砂柱实验,开展了定水头条件下不同浓度和粒径的胶体颗粒在饱和多孔介质中的运移行为研究。共使用了3种胶体粒径、3种浓度的胶体溶液和3种粒径范围的石英砂。实验表明:多孔介质的相对渗透系数K/K0(K为各时刻计算所得的渗透系数,K0为初始渗透系数)减小程度与颗粒浓度成正比;胶体颗粒越大,越易在表层沉积,而小颗粒易向下部迁移,但总体来看粒径效应没有浓度效应明显;当胶体颗粒在不同粒径的饱和多孔介质中迁移时,粒径大的多孔介质各段K/K0均有明显降低,而粒径小的只在表层变化明显。不同条件下总体相对渗透系数与时间之间呈二次方相关关系,但当多孔介质粒径较小时,相关性不显著。介质渗流流速及砂柱不同位置胶体颗粒浓度变化与介质渗透性变化相对应。用扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)进行定性表征,进一步说明胶体颗粒会堵塞多孔介质孔隙影响其渗透性。实验中发现当输入浓度C0小于0.5 g·L–1且dp/Dp>0.018(dp为胶体颗粒粒径,Dp为石英砂算数平均粒径)时,会出现多孔介质局部K/K0增大的现象。     

紫色母岩在不同酸环境中的崩解分维特征

基于分形相似性原理,以遂宁组(J3s)、沙溪庙组(J2s)和蓬莱镇组(J3p)紫色母岩为研究对象,分别进行了24次不同pH溶液中的静态崩解试验。结果表明:3种紫色母岩在不同酸溶液中的崩解过程中存在一定的差异,但总体表现为溶液酸性越大,崩解越迅速。遂宁组和沙溪庙组母岩经过24次崩解循环后,各pH下崩解分维数均接近3,崩解趋于稳定,且溶液pH值越小,分形维数趋于稳定所需的循环次数越少,而此时蓬莱镇组母岩仍处于持续崩解阶段。岩石的酸化侵蚀是一个漫长的作用过程,崩解初期,不同酸处理对3种紫色母岩崩解颗粒分形维数的影响不显著(P0.05),但崩解中后期具有显著影响(P0.05),且每种紫色泥岩崩解的颗粒分形维数在不同酸溶液处理下的差异性因崩解阶段而异。紫色泥岩中的黏土矿物与酸通过水—岩化学作用生成可溶性盐类,促进岩石的崩解破坏。     

黄河三角洲不同土地利用类型土壤微观结构特征

黄河三角洲不同土地利用类型盐碱土微观结构的研究,对认识该地区盐碱土的工程性质和对滨海盐碱地治理具有重要意义。该研究结合粒度分析(particle size distribution,PSD)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、压汞(mercury intrusion porosimetry,MIP)和扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)方法,对3种不同土地利用类型盐碱土的微观结构进行定量分析,旨在揭示其微观特性,为黄河三角洲盐碱地治理提供微观理论依据。结果表明:不同土地利用类型下的土壤黏粒含量表现大小依次为农田、滩地、草地,而土壤孔隙度大小依次为草地、滩地、农田;农田、草地与滩地盐碱土矿物成分中,石英、方解石和钠长石等原生矿物占绝对优势,仅含少量黏土矿物,且农田黏土矿物含量远大于草地与滩地;草地与滩地盐碱土孔隙特征类似,两者在0.1≤孔隙直径<10μm范围内小孔隙与微孔隙占有绝对优势,而农田盐碱土以孔隙直径在<2μm范围内的微孔隙与超微孔隙为主。农田盐碱土由致密片状、扁平状结构与微裂隙构成,骨架颗粒间由黏土矿物胶结;草地盐碱土由紧密镶嵌的块状颗粒和架空孔隙构成,骨架颗粒间无胶结;滩地盐碱土由紧密堆积的粒状颗粒和粒间孔隙构成,骨架颗粒间无胶结。研究成果可提高对黄河三角洲不同土地利用类型盐碱土微观结构的认识,为滨海盐碱地的治理、利用和开发提供了微观尺度上的依据。     

不同土地利用/土地覆盖下土壤粒径分布的分维特征

自相似和分形是许多自然事物和现象的客观特征之一。土壤是一种具有自相似结构的多孔介质,因此可以利用分形几何学来研究土壤的性状特征。研究者可以通过分形维(分维)来描述、刻画土壤颗粒的粒径及孔隙分布状况,由此可进一步研究土壤的其他物理化学性状及其对周边生态环境的指示意义。研究表明：土壤粒径分布分维数不仅能够表征土壤粒径大小,还能反映质地的均一程度以及土壤的通透性;分形维数与土壤水稳性团聚体含量有着明显对应关系,可以表征土壤的肥力状况;     

元谋干热河谷冲沟沟头土壤结构对入渗性能的影响

元谋干热河谷冲沟沟头土壤的渗透性是制约坡面径流,遏制沟头前进的重要因素,也间接影响着沟头土体崩塌方式。通过对元谋干热河谷区,3种典型土壤(燥红土、变性土和古红土)沟头表层土壤结构指标的测定和对入渗速率的野外定点观测,分析表层土壤结构特性及其分维特征对入渗过程的影响。结果表明:燥红土和变性土土壤结构要优于古红土;土壤颗粒和微团聚体分维数随着粉粘粒(<0.02mm)含量的增加而增大,随着砂砾(0.02～2mm)含量的增加而减小;孔隙分维数与颗粒分维和微团聚体分维呈负相关。3种土壤的入渗速率较低,用通用经验公式能够较好的模拟这3种土壤的入渗过程(R2>0.99)。表层土壤的非毛管孔隙和颗粒分维(D粒)对燥红土和古红土的初渗速率影响最大,毛管孔隙度、D粒和孔隙分维(D孔)对变性土的初渗速率影响最大,除了D粒的偏相关系数为负相关外,其余的影响因素都呈正相关;燥红土和变性土的毛管孔隙、D孔对稳渗速率影响最大,D孔和微团分维(D微)对古红土稳渗速率影响最大。     

重庆紫色土抗侵蚀能力的粒组效应研究

严重的水土流失导致不同粒径的土壤颗粒流失,改变了土壤的抗侵蚀能力。为研究粒组缺失对土壤抗侵蚀能力的影响,以重庆地区紫色土为对象,采用去掉某一粒组颗粒后的土壤作为试验用土,重塑制样进行控制围压与吸力的三轴试验。基于试验所得黏聚力c、内摩擦角φ等强度指标,分析土壤侵蚀机理。结果表明:(1)相对于无粒组缺失的试样,缺失较大粒径(0.25 mm以上)的试样内部颗粒间表面摩擦力和咬合力更大,缺失较小粒径(0.25 mm以下)的土壤颗粒间表面摩擦力和咬合力较低;(2)随着围压的增大,土壤抗侵蚀能力均得到显著提高,缺失较大粒径(0.25mm以上)的试样级配良好,压实性好,抗侵蚀能力提高的比例更大;缺失较小粒径(0.25 mm以下)的试样级配不良,不易被压实,抗侵蚀能力提高的比例相对较小;(3)颗粒级配不同的土体在固结剪切中会形成悬浮-密实结构、骨架-密实结构和骨架-孔隙结构,且抗侵蚀能力大小排序为骨架-密实结构悬浮-密实结构骨架-孔隙结构,且当黏聚力大于10 kPa时,影响土壤抗侵蚀能力的主要是土壤的内摩擦角;(4)通过灰色关联法分析发现,中值粒径d_(30)与黏聚力c、内摩擦角φ值关联度较大,有效粒径d_(10)与c、φ值关联度较小,并且不均匀系数Cu、曲率系数Cc、限定粒径d_(60)、d_(30)、d_(10)均对土壤抗侵蚀能力有显著影响。研究结果可以为重庆紫色土地区浅层滑坡和水土流失发生机理的研究提供试验数据和科学依据。     

鲁中山区小流域不同土地利用类型的土壤分形及水分入渗特征

为探讨坡耕地土壤入渗性能退化特征与分形机制,对鲁中山区选择典型小流域,运用土壤分形和水文学原理与方法,通过测定坡耕地、弃耕地、生态林地和经济林地4种土地利用类型的土壤分形特征与入渗性能,探讨土壤人渗速率与土壤颗粒分维及孔隙分维的定量关系。结果表明：1）不同土地利用类型土壤稳渗速率表现为坡耕地〉弃耕地〉生态林地〉经济林地,土壤颗粒分维数与孔隙分维数表现为生态林地〉经济林地〉弃耕地〉坡耕地;2）研究区土壤颗粒分维与孔隙分维数之间显著正相关,二者与土壤黏粒及粉粒体积分数显著正相关、与土壤入渗速率显著负相关;3）霍顿入渗模型和幂函数模型比较适用于拟合研究区土壤入渗过程与入渗速率,而菲利浦模型的适用性较差。因此,研究区土壤具有粗骨性砂土的物理特性,坡耕地耕作会加剧土壤中粉粒和黏粒等细粒物质流失,降低土壤颗粒分布与孔隙分布的均匀性及其分维数,导致土壤入渗性能增强但水肥保蓄性能降低。     

棉秆燃烧过程中的颗粒物排放特性

该文利用滴管炉结合DEKATI低压撞击采样器,研究燃烧温度和原料粒径对棉秆燃烧过程中颗粒物排放特性的影响,并结合扫描电镜和X射线光谱分析仪探讨了颗粒物的微观结构和元素组成.结果表明PM1排放量随燃烧温度升高而显著降低,从68.90 mg/m3降低至14.02 mg/m3;颗粒物总排放量从75.41 mg/m3降低至16.30 mg/m3;颗粒物分布峰值从0.609μm附近移至0.261μm附近;原料粒径减小使得PM1排放量下降,从39.84 mg/m3降低23.06 mg/m3,而PM1-10排放量增加,从5.18 mg/m3增至8.38 mg/m3.分析表明细颗粒物(0.028~0.261μm)主要由K、Cl及少量S元素组成,形成途径主要为碱金属化合物如KCl、KOH及K2SO4等的蒸发-凝集作用,并呈现较规则的微观结构,存在形式主要为KCl;粗颗粒物(1.590~9.860μm)主要由Ca、Mg及少量Si、P组成,主要通过大颗粒的破碎或富Ca、Mg和Si颗粒物的异质凝结转化形成,多呈较规则的球形结构;中间段颗粒物(0.261~1.590μm)属于过渡段,介于细颗粒物和粗颗粒物之间,微观结构较为复杂.     

吸管法与扫描电镜法测定中国水蚀区典型土壤粒径分布对比

[目的] 利用扫描电镜法(scanning electron microscopy, SEM)评估吸管法(pipette method, PM)对中国水蚀区不同土壤粒径分布(particle size distribution, PSD)的测定结果,以期为各典型土壤PSD的测定及其结果在土壤侵蚀模型中的应用提供参考。[方法] 以5个水蚀二级区的典型土壤——黑土、褐土、黄土、紫色土和红壤为研究对象,利用SEM测定PM所得＜100 μm各粒级悬液的粒径分布,分析两种方法测得的粒径分布差异并探讨其原因。[结果] PM所得绝大多数土壤悬液中都存在粒径大于对应粒级的颗粒。随着悬液粒级减小,SEM所得相应粒级颗粒的数量百分比和体积百分比均降低。在＜100 μm悬液中,SEM测得黑土、褐土和紫色土颗粒集中于20~53 μm,平均体积直径(mean volume diameter, MVD)较小;黄土和红壤颗粒集中于20~53,53~100 μm,MVD较大。相比SEM,PM对黄土＜100 μm悬液PSD的测定结果差异不大,但高估了其余土壤＜2 μm黏粒含量,低估了黑土、褐土和紫色土20~53 μm粒级含量及红壤20~100 μm含量,所测各土壤平均重量直径(mean weight diameter, MWD)均小于SEM所测MVD。PM与SEM所测土壤PSD的差异使85.6%的土壤样品质地类型发生了变化。通过S曲线对PM所测PSD进行转换后可使质地类型不一致的样品占比下降至61.5%。[结论] 以SEM结果为基准,PM对水蚀区各土壤粒径分布的测定普遍存在误差。两种方法之间的差异因土壤类型而异,主要与土壤矿物组成和黏土矿物类型有关。     

Physical Properties of the Soils of Sibay City of the Republic of Bashkortostan

Eurasian Soil Science - The results of the study of the properties of urban soils of the city of Sibay located in the mining region of the Republic of Bashkortostan are presented. A specific...     

青海省耕地资源开发利用分析及对策研究

分析论述了青海省耕地资源开发利用的现状、特点和问题。在此基础上,提出了对青海省耕地资源进行研究的框架体系和思路,同时基于GIS/RS技术设计了相关的技术路线。最后依据所做设计对青海省耕地资源开发利用做了初步分析,并进行了相关的对策研究分析。     

物联网安全及解决措施

物联网是一个集信息通信、数据交换、传感器技术与软件工程于一体的综合性产业,探讨和分析了物联网的结构体系与发展中遇到的安全问题。     

荔枝种子结构的扫描电镜观察

荔枝种子从果实中剥离出来后, 即使在室内条件下, 也极易失水干缩, 潮湿环境中又易发霉而腐烂。扫描电镜观察表明: 种皮上布满纹孔, 水分散失面积很大; 种脐部为疏松的海绵组织, 且营养丰富。据此, 生产上应对种子彻底清洗, 并保存于适当湿度的环境中, 以提高其发芽率。     

三门峡水库库岸坍塌成因分析与防治措施研究

三门峡水库自1960年9月蓄水运行以来,库岸坍塌现象频繁发生,平均每年塌岸0.5～0.7亿m3.指出了造成库岸坍塌的原因主要是地质环境的影响以及水力条件的变化;不同的地形、地貌、地质结构和岩性特征,表现了不同的塌岸强度,其中黄土塬区为极强塌岸段,黄河Ⅱ级阶地为强烈塌岸段,黄河Ⅰ级阶地为中等强烈塌岸段;分析了引起库岸坍塌的主要水力条件有大气降水、地表水和地下水,并且不同水力条件及其变化特征,对库岸坍塌影响的方式和程度也不同;最后给出了防治库岸坍塌应采用标本兼治的原则,治标是指对塌岸进行必要的加固、支挡、衬砌等;治本就是根据引起塌岸的原因以及不同地质环境条件下的塌岸特征和水力条件,因地制宜,因害设防,从根本上进行综合治理.     

食用仙人掌萎蔫气象条件分析

塑料大棚内种植的食用仙人掌在土壤墒情较好时也有萎蔫现象发生，通过试验观测和对仙人掌生理习性的分析，发现阴雨过后天气突然放晴温度急剧上升易使仙人掌发生萎蔫现象，并提出了田间管理的应对措施。     

Heterogeneity of Organic Matter of Aggregates of Protocalcic Chernozems

Eurasian Soil Science - Layers were step-by-step removed from macroaggregates (2–1 mm in diameter) of Protocalcic Chernozems via successive abrasion in a revolving rotator during 5, 10, 15,...     

Unity of mechanisms of water and wind erosion of soils

An equation for the threshold velocity of the water or wind flow at which erosion of a homogeneous model soil begins was derived on the basis of accepted and explicitly formulated suppositions and limitations and tested using experimental data. The validity of the proposed mechanisms and equations describing the lifting force of the soil-eroding water or wind flow and the interaggregate cohesion in a model homogeneous incoherent soil was confirmed. The limit for the decrease in the threshold flow velocity with decreasing size of the soil particles (aggregates) was theoretically substantiated. The first unified equation of the threshold velocity of the water or wind flow for a homogeneous model soil in dimensionless variables was derived and experimentally justified.     

大豆连作障碍的研究进展

从生物学、微生物学和植物营养生理学的角度及诸多障碍因子等方面,综合评述和分析了国内外大豆连作研究的现状,阐述了目前国内外学者提出的各种应对连作问题的策略和技术措施,提出大豆连作障碍研究仍有待解决的问题和研究方向。