银北高水位盐碱地土壤盐分与地下水特征关系分析

根据银北灌区典型高水位盐碱地的土壤盐分与地下水特征的监测数据,运用相关分析法与主成分分析法,对土壤盐分与地下水埋深、地下水水化学特征之间的关系进行了分析。结果表明:(1)研究区土壤盐分垂直分布呈现明显表聚性,0~20 cm土层全盐含量均值为3.34 g/kg,p H均值为8.81;研究区内71%地下水样为微咸水,矿化度TDS均值为2.69 g/L;土壤全盐及盐分组成呈中等强度变异,土壤p H值呈弱变异。(2)耕层全盐含量与土壤中除CO32-和HCO3-的其他离子均呈极显著正相关,其中与Na+、Cl-、SO42-等离子的相关系数大于0.9,与地下水中各指标相关性大小排序为;SO42->矿化度>Cl->Na+>地下水埋深;地下水矿化度与地下水中除CO32-和HCO3-的其他离子均呈极显著正相关,其中与Na+、Cl-的相关系数大于0.9;土壤中的Na+和Cl-与地下水埋深呈显著负相关,与地下水矿化度和地下水中的SO42-呈显著正相关,土壤中的SO42-与地下水埋深呈显著负相关,与地下水矿化度和地下水中的SO42-呈极显著正相关。(3)主成分分析结果表明:影响研究区土壤盐渍化程度的主要因素依次为地下水含盐量及主要盐分离子、土壤中的主要盐分离子、地下水埋深。     

地下咸水资源冻融脱盐机理与淡化技术研究

以黄淮海平原地下微咸水为研究材料,通过实验室模拟,采用冻融法,研究地下微咸水冰晶融冻过程中融水含盐量以及离子动态变化特征及其之间的相互关系。结果表明,融冰初期(进程10%)融水含盐量高达14.71g/L。随着融冻进程融水含盐量及Cl-、SO24-、CO23-、HCO3-、Na+、Mg2+、K+等离子均呈逐渐递减趋势,且与融解进程呈极显著指数相关(P<0.01),相关程度均达90%以上;Ca2+则呈现先增加后降低的趋势,与融冰进程呈显著抛物线关系。当500mL地下咸水冰晶融解掉79mL水后,剩余水含盐量将会低于2g/L,融掉216.5mL时,可将盐分控制在1g/L以下。融冰前期,离子主要以Na+、Mg2+、Cl-为主,随着融冻进程逐渐演变为以Na+、Mg2+、Cl-、SO24-为主。地下咸水冰晶融冻时含盐量与离子变化具有高度一致性,冰晶融冻技术可达到地下咸水脱盐和控制离子组成的双重目的。     

咸淡水交替灌溉下土壤水盐分布与玉米吸水规律研究

为探明不同矿化度微咸水和地下水在不同交替灌溉方式下对土壤水盐分布和玉米吸水规律的影响,采用3种矿化度(2. 0、3. 5、5. 0 g/L)微咸水和地下水(1. 1 g/L)在2种交替灌溉方式("地下水-微咸水"、"地下水-微咸水-微咸水")下进行了大田试验。结果表明,在同一土壤深度下,土壤含水率和电导率随着微咸水矿化度升高而升高,"地下水-微咸水-微咸水"交替灌溉方式下的含水率和电导率较高;在不同时期各处理的土壤纵向含水率均表现出先下降、后上升的规律,在拔节期和抽穗期各处理的土壤纵向电导率表现出先下降、后上升的规律,在灌浆期表现出上升、下降、再上升的规律。通过氢氧稳定同位素分析得出,不同矿化度微咸水和不同交替灌溉方式组合下,玉米在拔节期、抽穗期和灌浆期的主要吸水深度分别为:0～20 cm、20～40 cm和0～20 cm,不同时期主要吸水深度的平均贡献率随着微咸水矿化度的升高而减小,"地下水-微咸水-微咸水"交替灌溉方式的平均贡献率较低。矿化度2. 0 g/L微咸水与地下水在"地下水-微咸水"的交替灌溉方式下得到的产量最高,达到1. 54 kg/m~2。     

沂沭河下游平原地下水TDS和水化学类型的分布规律

在对沂沭河下游平原212组地下水化学样品进行分析的基础上,总结出研究区不同循环深度地下水TDS和水化学类型的空间分布:1北部丘岗区地下水以淡水为主;东部滨海平原区浅层地下水几乎均为微咸水和咸水;深层承压水以淡水和微咸水为主,微咸水分布于沿海大部分地区和内陆的滨海县附近,沿海地区洋桥农场、图河乡一带以及东南部八滩乡的深层地下水为淡水。2北部丘岗区地下水化学类型单一;东部滨海平原区浅层地下水化学类型具有水平分带规律;深层承压水化学类型总体上由陆向海存在水平分带规律,洋桥农场、图和乡及八滩镇的水化学类型与沿海咸水区地下水化学类型存在差异。     

微咸水-淡水交替灌溉对夏玉米光合日变化的影响

【目的】探究微咸水-淡水交替灌溉对夏玉米不同生育期内光合日变化的影响。【方法】以全生育期灌溉淡水处理(0.08 g/L Na Cl)为对照(CK),采用3种不同矿化度(1、3、5 g/L Na Cl)微咸水和淡水在夏玉米的3个不同生育期内(壮苗期、拔节抽雄期、灌浆成熟期)进行避雨盆栽交替灌溉试验。【结果】壮苗期及灌浆成熟期微咸水灌溉处理和CK的净光合速率(Pn)日变化均呈双峰曲线,壮苗期峰值出现在12:00和16:00,灌浆成熟期峰值提前至10:00和14:00。拔节抽雄期灌溉微咸水处理的Pn日变化呈单峰曲线,峰值提前至10:00。微咸水灌溉均引起夏玉米Pn和蒸腾速率(Tr)不同程度减小,导致水分利用效率(WUE)减小,玉米光合能力下降。壮苗期灌溉1 g/L微咸水和灌浆成熟期灌溉微咸水导致气孔导度(Gs)减小和胞间CO2摩尔分数(Ci)减小,通过气孔原因造成玉米光合作用减弱,而壮苗期灌溉3 g/L和5 g/L微咸水和拔节抽雄期灌溉微咸水导致Gs减小和Ci增大,通过非气孔原因导致玉米光合作用减弱。【结论】拔节抽雄期灌溉微咸水对夏玉米光合日变化影响最显著,壮苗期次之,灌浆成熟期最小,因此,微咸水-淡水交替灌溉制度应在夏玉米拔节抽雄期灌溉淡水,可在灌浆成熟期灌溉微咸水。     

龟裂碱土地下水埋深、矿化度和盐分离子年内时空变化特征研究

探明龟裂碱地浅层地下水埋深、矿化度和盐分离子年内时空变化特征,为改良利用龟裂碱地水盐调控提供科学依据。以宁夏西大滩前进农场新垦龟裂碱地61.3hm2为研究区域,通过15个观测井监测浅层地下水水位、pH值、矿化度和盐分离子月间时空动态分布规律,数据显示,区域浅层地下水埋深北高南低,东高西低;东北最高,中间最低。区域浅层地下水矿化度北低南高,东低西高;东北最低,中间最高。地下水的类型主要属于Na+-Cl-型水,属于中性偏碱类型。年内地下水水位平均为0.96m,矿化度平均2.26g/L,其中3月份地下水水位最深1.71m,矿化度最小1.01g/L;11月份地下水水位最浅0.4m,矿化度最大2.82g/L。盐分离子以Na+、Cl-、SO2-4和HCO-3为主。总体来说地下水位与矿化度成定性关系,地下水位较浅时,相应的矿化度较高,盐分离子含量也较高;地下水位较深时,相应的矿化度较小,盐分离子含量也较低。     

灌水量和水质对盆栽棉花出苗率和苗期生长的影响

研究不同矿化度微咸水和再生水在不同灌水量条件下,盆栽棉花出苗率、苗期冠层和根生长情况,探索微咸水和再生水在棉花灌溉中的应用技术。试验设置灌水量和水质2个试验因素,研究灌水量和水质处理对盆栽棉花出苗率、苗期冠层和根系生长的影响。结果表明,出苗率、苗期冠层和根系生长随灌水量减少而降低;2~4 g/L微咸水和再生水处理促进出苗,高于4 g/L微咸水抑制出苗;在环境温度较低时,2~4 g/L微咸水和再生水处理促进冠层生长和根系生长;在环境温度较高时,2~6 g/L微咸水处理抑制冠层生长和根系生长,再生水处理促进冠层生长,抑制根系生长。该研究为再生水应用于棉花灌溉提供参考。     

内蒙古河套灌区秋浇对区域尺度地下水水化学影响分析——以义长灌域为例

【目的】了解灌区秋浇对区域地下水水化学过程的影响。【方法】在测试八大离子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-、HCO3-、CO32-)的基础上,综合运用数理统计和水文地球化学分析方法,分析灌区地下水水化学特征。【结果】灌溉后,该灌域整体上Cl-、SO42-、K++Na+、Mg2+、HCO3-的质量浓度增大,而Ca2+质量浓度略有减小,TDS呈现南高北低的分布状态;根据Piper 三线图分析,灌溉前后该区域地下水类型均以Cl-Na型为主,占比分别为75%和61%,相比灌溉前,灌溉后出现Mg-SO4-Cl 型,占比约为16.7%;由Gibbs 模式和离子比例系数图得出,该区域地下水主要受蒸发浓缩以及硅铝酸盐和蒸发岩风化溶滤作用的控制,大气降水对其影响不大。【结论】秋浇之后地下水TDS平均增加约32.9%,说明秋浇对土壤盐分的淋滤作用明显,加强秋浇之后地下水排水力度,对于提高灌区排水排盐效果具有十分重要的作用。     

微咸水滴灌对土壤盐分及棉花产量影响的试验研究

为了确定微咸水膜下滴灌棉花适宜的灌水量和利用方式,通过测坑试验探讨了微咸水膜下滴灌灌水量以及利用方式对棉花根层土壤盐分及产量的影响,结果表明：微咸水膜下滴灌灌水量为525.00~675.00 mm时棉花根层周围盐分积累较少,灌水量为475.00~564.29 mm时棉花产量较高;比起采用3.00 g/L的微咸水直接灌溉,1.08 g/L的微咸水直接灌溉时根系层土壤积盐范围较小且棉花产量较高,其次为1.08 g/L与3.00 g/L的微咸水轮灌。最后综合考虑确定出微咸水膜下滴灌棉花适宜的灌水量范围为525.00~564.29 mm,在淡水资源比较缺乏或没有淡水资源而微咸水资源较丰富的地区,可以考虑采用低矿化度的微咸水直接灌溉或将低矿化度与高矿化度的微咸水进行轮灌。     

吉林市城区地下水化学时空变化特征分析

根据吉林市城区多年地下水监测点的水质数据,采用数学统计法,离子比例系数法以及Piper图解法,对该地区地下水化学特征进行时间、空间分析。结果表明,研究区的水化学类型沿地下水流方向从Cl·HCO3-Ca·Na·Mg、SO4·HCO3-Ca·Mg型水向HCO3·Cl-Ca·Na型水变化,较为明显的是研究区TDS值呈现由东南向西北方向逐渐增大趋势,符合当地的水文地质条件。研究区溶滤作用、蒸发浓缩作用以及离子交换作用是该区水化学类型形成的主要因素,高矿化度地区主要分布在吉林市的江北一带,其原因与人类开采地下水以及工业污染有关。     

Vulnerability of groundwater resources from agricultural activities in southern Kuwait

Kuwait is an arid country situated in the northwestern corner of the Arabian peninsula, which suffers from limited natural water resources. Groundwater in Kuwait is mostly saline, except for some freshwater lenses in the northern part and some brackish zones existing in the south and southwest. With an annual average rainfall of 120 mm and evapotranspiration of around 2266 mm, the recharge of aquifers by rainfall is negligible. Fresh groundwater lenses with total dissolved solids (TDS) less than 1000 mg/l are exploited for potable purpose, and brackish groundwater with TDS between 1000 and 5000 mg/l is used for irrigation. The objective of this study was to assess the impact of irrigation on the salinity and the drawdown of groundwater in the Al-Wafra farms area in southern Kuwait. As a result of the gradual increase of the groundwater extraction for irrigation, the quality and quantity of the groundwater in the aquifers have been depleted. Water levels in the southern part of Kuwait have declined and the maximum declination of 20 m was observed at the center of the farm area. About 35% of the irrigated water was lost due to evapotranspiration, and the rest infiltrated back to the aquifer through the vadose zone, resulting in an increase in the TDS level in the groundwater up to 14,000 mg/l. Such an increase was observed at several locations within the farming area. As a part of this study, two numerical models were developed to predict the groundwater quality as well as the drawdown. The relation between the well locations, decline in water levels, variations in groundwater quality and the transmissivity distribution were interpreted, and the results of the numerical simulations were compared and scaled with field observations. It is estimated that, in the next 5 years, if irrigation is continued at the present rate, then only about 20% of the existing wells will have a TDS level of less than 7500 mg/l.     

河套灌区枸杞种植下微咸水代表性盐离子浓度限值研究

为确定适宜枸杞灌溉的微咸水代表性盐离子浓度限值，于2019—2020年在河套灌区下游开展NaCl、CaCl₂、CaSO₄、NaHCO₃、Na₂SO₄ 5种代表性地下水盐分类型和4种浓度水平(质量浓度0.1、0.5、2.0、4.0 g/L)的田间交叉试验。结果表明：在相同矿化度下，外源NaCl、NaHCO₃影响下枸杞生育期受渗透胁迫、次生胁迫最强，外源CaCl₂质量浓度低于2.0 g/L能够缓解枸杞渗透胁迫，外源CaCl₂、CaSO₄质量浓度低于4.0 g/L能够缓解次生胁迫。枸杞干果产量、百粒干质量随外源NaCl、Na₂SO₄、CaSO₄质量浓度升高而降低，在0.1 g/L时达峰值，随外源CaCl₂质量浓度升高呈单峰分布，0.5 g/L时最高。枸杞果实中总糖含量、黄酮含量、氨基酸总量随外源CaCl     

泾惠渠灌区地下水化学特征及其对不同水源灌溉的响应

为研究泾惠渠灌区地下水水质状况及其对不同水源灌溉的响应,对桥底镇地下水进行系统采样,分析了泾惠渠灌区地下水基本特征、地下水化学成分形成原因和不同灌溉水源区地下水的暂时性变化规律。结果表明,泾惠渠灌区桥底镇浅层地下水以Na+Mg—HCO_3+SO_4+Cl类型为主,地下水环境为碱性咸水,影响TDS的主要离子排序为SO_4~(2-)Cl~-Ca~(2+)Mg~(2+);蒸发浓缩作用、阳离子交换作用和溶解沉淀作用是影响地下水化学成分形成的重要因素;井灌区地下水中各离子质量浓度均比渠灌区高,Ca~(2+)在2种类型区域的量有显著差异且年变异系数最大;引起Ca~(2+)和Na~+暂时性变化的因素是灌溉和降雨。灌区灌溉应在保证水量的情况下优先选择渠水灌溉,降雨集中期和灌溉期要加强灌区地下水水质的管理工作。     

呼伦贝尔煤电基地地下水化学特征及其影响因素

【目的】查清呼伦贝尔煤电基地的水资源质量。【方法】现场采集和收集了81件地下水(其中潜水42件,承压水39件)化学样品进行水质检测。通过描述性统计分析、溶解性总固体(TDS)的分布以及水化学类型的分析,进行研究区的地下水水化学特征研究;通过离子交换和岩石溶滤以及蒸发浓缩分析了其影响因素,最后根据熵权-密切值法评价了地下水的水质情况。【结果】研究区潜水和承压水均属于碱性水,平均硬度值分别为254.81 mg/L和208.22 mg/L,阳离子均以Na~+、Ca~(2+)为主,阴离子以HCO_3~-、Cl-为主;TDS均为高平原向平原及河谷区逐渐变低,且超过1 000 mg/L的区域基本位于高平原上;潜水含水层的水化学类型主要为Ca?Na-HCO_3以及Ca?Na?Mg-HCO_3,承压含水层的水化学类型主要为Na-HCO_3·Cl以及Na·Ca·Mg-HCO_3。【结论】地下水中Na~+是通过含水介质中的Na~+与地下水中的Ca~(2+)和Mg~(2+)交换而得到,水化学特征主要受含钠和钙硅酸盐的溶滤作用影响,采矿活动对其影响基本可忽略,农田灌溉对地下水中NH4+和NO2-有一定的影响。潜水和承压水的水质普遍较差,在河谷区和平原区下地下水水质较好。相关研究成果旨在为呼伦贝尔煤电基地水资源规划和优化配置提供一定的参考价值。     

通辽科尔沁地区地下水水化学特征分析

【目的】查明通辽市科尔沁区地下水水化学特征。【方法】应用数学统计方法,分析了地下水化学各组分之间的响应关系、作用机制,并研究了地下水水化学成分的来源和形成过程。【结果】地下水化学组分在不同区域的量值相差较大,易受含水层介质、地形地貌、水文气象条件和人类活动等因素的影响。研究区内铁锰的超标率最高,超标率为75%以上,亚硝酸根、铅、铝次之,超标率在10%~20%之间,其余组分超标率较低。研究区内TDS的变化与主要超标离子的质量浓度变化趋势是一致的,主要原因为随着TDS质量浓度的升高,含水层中发生岩盐、石膏和白云石的溶解沉淀以及阳离子交替吸附作用。【结论】为保障通辽科尔沁地区饮用水安全,将地下水作为饮用水源需进行铁锰处理,并将亚硝酸根、铅、铝作为重点控制污染物。     

滴灌条件下积盐范围内混种耐盐草及盐分变化趋势的研究

以pH=7.9的水作为灌溉水源,土壤含水率、土壤密度及滴头流量不同的条件下,对土壤湿润体的变化过程进行试验,确定湿润峰及积盐范围,在积盐范围内混种盐角草和猪毛菜。测定土壤酸碱度及易溶盐离子总量的减少量,并积盐范围内混种的盐角草和猪毛菜与普通土壤中栽培的盐角草和猪毛菜的盐含量进行对比。结果表明,盐角草吸走部分Na＋、Cl...     

地下水埋深对土壤剖面盐分离子分异的影响

采用室内土柱模拟试验研究了不同地下水埋深对土体盐分离子作用规律的影响。结果表明,在0～30 cm土层电导率随地下水埋深的变化呈现规律性变化,即:EC100 cmEC120 cmEC80 cm≥EC60 cmEC40 cm。且不同地下水埋深对不同盐分离子作用的影响不同,土壤盐分、Ca2+、Mg2+、Na+和SO42-表聚的敏感地下水埋深是100 cm,而Cl-表聚的敏感地下水埋深是60 cm。在相同地下水埋深条件下,Ca2+、Na+和SO42-迁移规律与土壤盐分的迁移规律一致。     

扬水灌区封闭型水文地质单元的地下水盐动态研究

西北内陆干旱区的扬水灌区灌溉排水属外引内排方式,灌区内的水盐运移主要受控于灌溉水入渗,属于典型的入渗-蒸发型水盐运移。对扬水灌区封闭型水文地质单元15 a监测资料的分析表明,监测区的地下水运移具有径流滞缓、水盐积累的特点。灌溉水入渗带和溶质迁移带的地下水矿化度受入渗溶滤影响呈振荡变化型,汇水聚盐带的盐沼化面积由1993年的25.83 km2增加为2008年的30.88 km2,地下水矿化度和土壤含盐量均呈逐年上升趋势,地下水矿化度最高达172.15 g/L,水化学类型为Cl-—SO42-—(K++Na+)—Ca2+型。