不同PVA施用量下滨海吹填土淋洗试验

通过室内土柱淋洗试验,研究了PVA施用量对吹填土透水性、电导率、水溶性盐基离子和pH的影响。结果表明,PVA质量分数为0.1%、0.2%、0.35%时,吹填土淋出液电导率降至1dS/m以下所需历时分别为214、214、171h,未施用PVA所需历时为255h。淋洗220h后,PVA质量分数为0.1%、0.2%、0.35%处理的淋出液总体积分别为2.66、2.46、3.01L,较未施用PVA处理(1.68L)分别增加了58%、47%、79%;淋洗220h后,吹填土全盐量均小于0.75g/kg,pH较处理前有所升高。     

暗管排水改良滨海盐土及其效果分析

试区位于渤海之滨、黄河右岸的山东打渔张灌区,其潜水动态类型属灌溉、降雨——蒸发型,为半湿润季风性气候,暗管排水的工程布局为窄深式、窄浅式、宽深式。由试验分析得出了粉砂壤土地区防治盐碱化,改良后利用阶段的水盐控制标准,以及具体的适宜条件。对暗管排水改良盐土的效果进行了分析,说明了暗管排水改良盐土的机理,为类似地区盐土改良提供了科学依据。     

滴灌条件下暗管滤层结构对排水、排盐效果的影响

为解决滴灌农田非饱和条件下暗管排水困难的问题,设置2种暗管滤层铺设方式,以常规暗管滤层进行排水为对照,基于室内土槽试验,分析了滤层铺设方式对暗管排水排盐效果的影响及其机理。T1处理为常规暗管滤层铺设方式,暗管四周铺设细砂滤层,T2处理为暗管上部铺设细砂,T3处理为细砂斜垫层斜铺连接体积质量分界层与暗管。结果表明,T1处理受土壤水滞后效应影响显著,暗管不排水,土壤水、盐积聚于暗管底部;T2、T3处理可在暗管上部产生局部饱和区,促使暗管排水。T2处理排水时所需历时较长,排出的水盐总量较少;T3处理可使暗管最早排水,排水时暗管下部土壤积盐最少,排水流量和排水盐总量最大。     

滨海咸酸稻田排水试验

该文阐述了滨海咸酸稻田暗管排水和明沟排水试验的概况。根据1989～1991年试验资料,分析论述了排水改良成酸稻田的效果及效益。文章还对咸酸稻田的用水管理进行了探讨。     

滴灌条件下排水暗管间距对土壤盐分淋洗的影响

在滴灌淋洗条件下设计暗管排水试验,研究暗管不同埋设间距(15、20、25 m)对土壤剖面盐分分布及脱盐淋洗效果的影响。结果表明:滴灌淋洗期间,0~70 cm土层含盐量显著降低,与CK相比,试验地不同地段土壤平均含盐量减少10 g/kg以上。从暗管上方至相邻暗管中点位置处不同剖面土壤平均脱盐率逐渐减小,15、20、25 m间距小区在0~100 cm埋深土壤中点位置处最大脱盐率分别为84.01%、77.75%、73.98%,土壤整体脱盐率介于51.82%~60.43%之间。吸水管埋管间距越小,小区暗管排水阶段排水流量越大,排水矿化度、电导率也越大,但成本会略高。15 m间距相比20、25 m间距小区每公顷多投入的成本和平均脱盐率差值分别为8 430、12 570元和4.78%、8.61%;15 m间距暗管处理在水平距离暗管0、5、7.5 m处土壤脱盐率最大值分别为86.47%、85.15%、84.01%,且排水期间排水流量、矿化度、电导率最大,分别为2 m~3/h、189.15 g/L和35.9 mS/cm;土壤盐分淋洗效果优于20、25 m间距小区,淋洗相同盐分含量土壤所需灌水量也低于20、25 m间距;2次灌水后0~70 cm土层盐分整体已降至10 g/kg以下,作物生长条件大为改善,适宜作为指导新疆盐渍土改良滴管条件下暗管间距布设参数的依据。     

农田不同排水措施地下排水效果模拟试验研究

在地下水位较高、地表易于形成积水的中国南方地区,通过农田排水措施可以及时排除多余地表积水,快速降低地下水位,以达到排涝降渍、协同调控的目的.文中基于室内砂槽试验,揭示暗管排水、明沟排水、不同反滤体高度的反滤体排水及改进暗管排水等措施的地下排水规律及效果.结果表明:将暗管周围土体置换为高渗透性土体介质的改进暗管排水可明显提高排水流量,当土体置换高度达2 cm时(对应于田间条件40 cm),其排水流量均高于相同埋深条件下的其他排水措施,达暗管排水的1.59~1.66倍;改进暗排在地表积水消失时仍保持较大的排水流量,可达相同埋深暗管流量的2倍以上,在积水层消失后,能迅速降低农田土壤水的渍害胁迫,将地下水位降低至暗管埋设高度;各种排水措施,在地表积水即将消失时,出现了流量与水头变化幅度较大的现象.相对于各种地下排水措施,改进暗管排水在除涝降渍中存在明显优势.研究结果可为涝渍灾害易发地区高效除涝降渍减灾工程设计和建设提供参考.     

宁夏银北灌区暗管排水技术应用与工程效果监测

宁夏银北灌区引进机械施工的暗管排水工程施工技术,开展了大面积的暗管排水工程建设。在对暗管排水效果、工程质量监测的基础上,对暗排区土壤盐分动态、地下水动态、排水水质、工程的管理等进行跟踪监测,总结出暗管排水工程成功的经验、不足,为暗管排水工程的实施提供有益参考。     

膜下滴灌结合暗管排水技术改良新疆盐碱地效果综述

膜下滴灌技术的大面积推广和应用,为新疆乃至西北干旱地区作物高产提供了强大的技术支撑。应用在盐碱地改良中,膜下滴灌“有灌无排”模式仅调节耕层盐分分布,并不能将盐分排出土体,长年灌溉容易引起爆发式积盐的风险,而暗管排水是目前公认的改良盐碱地最直接、最有效的方法。目前,将膜下滴灌与暗管排水有机结合形成的新型灌溉技术,充分利用膜下滴灌良好的抑蒸增温、节水抑盐等优势,同时利用暗管将淋洗盐水及时排出土体,使盐碱化土层产生新的水盐平衡,已在新疆盐碱地区开发利用中得到长足发展。本文重点分析并总结了新疆灌区膜下滴灌结合暗管排水系统的设计参数及土壤水盐运移规律,并综述了土壤理化性质及作物产量对该灌排技术的响应研究,以期为新疆盐碱地农业可持续发展提供理论依据和技术指导。     

吹填坝的原位监测和有限元分析

通过对吹填坝体和地基的孔隙水压力、垂直沉降和水平变形的原位监测分析,控制泥浆吹填速度及施工质量,保证了在淤泥质软土地基中吹填坝的施工安全。用非线性有限元分析坝体地基的应力应变规律与原位监测成果相吻合。原位监测分析结果表明此类软土中吹填法筑坝是可行的,坝体是安全的。     

秸秆排水体的排水脱盐效果研究

通过田间试验,对比研究了秸秆排水体和PVC波纹管对滨海盐渍土的排水脱盐效果。结果表明,秸秆排水体和PVC波纹管排水的单位面积排水总量分别为0.012 8、0.014 7m3/m2,单位面积排盐总量分别为76.06、55.77g/m2,排水矿化度比埋管前分别下降46.26%、32.66%;0~100cm土壤剖面,各土层土壤脱盐率差异较大,秸秆排水体为34.32%~48.75%,PVC波纹管为30.33%~53.24%。1m土体中,秸秆排水体的土壤脱盐率比PVC波纹管低1.48%,但60~100cm土层秸秆排水体脱盐效果明显高于PVC管。秸秆排水体作为暗管排水材料,可加速土壤脱盐,排水脱盐效果显著,能够有效改良盐碱土。     

改进暗管排水结构型式对排水性能的影响

提出一种占用耕地少、排水流量较常规暗排大且环境友好的改进暗排。基于室内土柱试验,分析改进暗排在地表积水、土体饱和条件下的排水除涝性能及其机理,提出地表积水土体饱和入渗条件下改进暗排排水流量的理论计算公式。结果表明,改进暗排可以有效提高暗管排水能力,试验条件下,反滤体宽度为2~6 cm的改进暗排在自由出流条件下的排水流量为常规暗排排水流量的2~3倍;积水层深度相同时,改进暗排排水性能随反滤体宽度的增加而增大,但增幅逐渐减小;土体介质和反滤体的渗透系数差别越大,改进暗排的排水作用越明显。理论方法计算结果与试验结果相吻合,证明提出的理论计算公式是合理可行的。     

Modeling flow and transport in heterogeneous,dual-porosity drained soils

A finite element solution of the equations for coupled flow of water and transport of chemicals in slowly permeable soils containing macropores is presented. Two example solutions are presented for the condition of a horizontal soil profile with a drainage ditch. The first is for steady state saturated flow while the second is for transient water flow produced by time varying rainfall. Through these examples it is found that the characteristic leaching time of a chemical from the soil matrix is determined by the rate of transfer of chemical mass between the pore domains. When the rate of transfer is zero, the rate of leaching is greatly retarded compared to the case where the rate of transfer is nonzero. The chemical outflow from the macropore domain is very rapid when the rate of transfer is zero, while the chemical outflow is greatly delayed, but increased in magnitude when the rate of chemical transfer is nonzero.

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Résumé Une solution par éléments finis des équations régissant lécoulement de l'eau et son influence sur le transport des composés chimiques à l'intérieur de sols à perméabilité lente contenant des macropores est présentée.Deux solutions sont citées en exemple, traitant le cas d'un sol sans pente avec un fossé d'évacuation.La première solution est pour un écoulement saturé en régime permanent alors que la seconde traite de l'écoulement variable résultant de pluies d'intensités changeantes.Ces exemples ont permis de déterminer que le temps caractéristique nécessaire à la désorption d'un composé chimique donné de la matrice du sol est fonction du taux de transfert de ce composé entre les domaines de macropores.Lorsque le taux de transfert est nul, le taux de désorption est considérablement ralenti par rapport aux cas où le taux de transfert n'est pas nul.Le composé chimique s'évacue très rapidement des domaines des macropores lorsque le taux de transfert est nul, alors que l'évacuation est considérablement retardée mais beaucoup plus volumineuse lorsque le taux de transfert du composé chimique n'est pas nul.

     

Time-dependent drainage from root zone and drainage coefficient under different irrigation management levels for subsurface drainage design in Egypt

Drainage water from the lower boundary of the root zone is an important factor in the irrigated agricultural lands for prediction of the water table behavior and understanding and modeling of water and chemical movement in the soil profile. The drainage coefficient is an important parameter for the design of subsurface drainage. On a 33,138 ha of the Nile Delta in Egypt, this study is conducted using 90 irrigation periods over a 3-year crop rotation to estimate the time-dependent drainage from the root zone and the design subsurface drainage coefficient with different cropping seasons and irrigation management levels.The results showed that the cropping seasons and the irrigation management levels as indicated by different irrigation efficiency are significantly affected the drainage rate from the root zone and the design value of subsurface drainage coefficient. Drainage rates from the root zone of 1.72 mm/d and 0.82 mm/d were estimated for summer and winter seasons, respectively. These rates significantly decreased in a range of 46% to 92% during summer season and 60% to 98% during winter season when the irrigation efficiency is increased in a range of 5% to 15%. The subsurface drainage coefficient was estimated to be 1.09 mm/d whereas the design drain pipe capacity was estimated to be 2.2 mm/d, based on the peak discharge of the most critical crop (maize), rather than 4.0 mm/d which is currently used. A significant decrease of the drainage coefficient and the drain pipe capacity ranges from 18% to 45% was found with the increase of irrigation efficiency in a range of 5% to 15%. The leaching requirement for each crop was also estimated.     

暗管控制排水对棉田排水的影响

对几次较大规模降雨产生排水后排水量、排水氮素含量、地下水位等进行观测,结果发现暗管排水使得地表、地下排水量被重新分配,控制水位排水使地表排水量所占比例提高、而总排水量比常规排水减少36.4%～82.7%、地下排水峰值量较常规排水减少7.2%～85.4%。地表、地下排水硝氮质量浓度较低,一般低于4 mg/L;地表排水总氮质量浓度在2.3～11.5 mg/L之间,地下排水总氮质量浓度在0.6～9.1 mg/L之间。要减少氮素流失总量,减少排水量是关键。     

农田土壤中土壤水渗漏与硝态氮淋失的模拟研究

应用HYDRUS-1D模型对黄淮海平原的主要土壤(黄潮土和风沙土)中水分与硝态氮的垂直运移规律进行了模拟分析。对模型参数的敏感性分析表明:饱和水力传导度是最敏感的参数,饱和含水量的敏感性次之。数值模拟结果表明:该地区在传统水氮管理制度下,土壤水渗漏和硝态氮淋失非常严重;全耕作年风沙土的土壤水渗漏大于黄潮土,分别为34.3cm和22.7cm,占灌水量的42.1%和74.6%;风沙土的硝态氮淋失大于黄潮土,分别为108.0kg/hm和76.6kg/hm,占总输入氮量的25.3%、14.3%。     

外包滤料对暗管排水与土壤脱盐效果的影响

为了探究不同外包滤料条件下的暗管排水性能和土壤脱盐效果,基于室内试验研究成果,在田间设置4种暗管排水系统(各系统中暗管埋深均为80 cm,间距均为20 m),所用外包滤料分别为68 g/m²土工布(L)、砂滤料(S)、68 g/m²土工布+砂滤料(LS)和无外包滤料(W),以当地常规明沟排水(CK)作为对照,通过田间试验分析了春灌过程中各暗管系统的排水性能指标及土壤脱盐效率.结果表明:相比处理W,处理L,S和LS平均排水速率提升了7.44%,12.55%和15.75%,平均流量衰减度降低4.07%;处理S和LS累积排水量提高了5.11%和8.31%(P<0.05).各暗管处理春灌后平均土壤脱盐率均达47%以上,较CK提升显著,其中处理LS效果最优,为50.94%.综上,应优先选择处理LS作为河套灌区暗管排水系统外包滤料布设方案.该研究结果可为河套灌区暗管排盐技术的推广应用提供理论支撑和科学指导.