膜孔灌多向交汇入渗交汇界面面积特性和数学模型研究

通过室内膜孔入渗试验资料,分析了膜孔多向交汇入渗量、减渗量和交汇界面面积的变化规律,研究了膜孔交汇入渗相对膜孔自由入渗的减渗特性,建立了膜孔多向交汇入渗减渗率与交汇界面面积的线性函数关系,由此建立了膜孔灌多向交汇入渗量的计算公式。以上研究成果为膜孔灌理论与技术要素的进一步研究奠定了科学基础。     

施肥量对膜孔灌土壤氮素动态变化影响

为了研究施肥量对膜孔灌玉米整个生育期土壤硝态氮动态变化和收获后累积影响以及对硝态氮的环境影响进行评价,在测坑中进行了膜孔灌不同肥量施尿素试验,分析测定了膜孔灌玉米不同生育时期的土壤硝态氮质量分数。研究表明,不同施肥量处理距膜孔中心距离越大,垂直剖面上的硝态氮质量分数越小,施肥量越大,垂直剖面上的硝态氮质量分数越大;不同施肥量处理距膜孔中心3cm和8cm的垂直剖面上出现硝态氮累积峰,增大施肥量推迟了玉米吸收硝态氮最大时期;施肥量越大,玉米产量越高,累积的硝态氮质量分数越大,硝态氮累积量与施肥量之间存在对数函数关系;在拔节期和抽穗期,中肥量和高肥量处理下层的土壤硝态氮质量分数高于本底值,是硝态氮淋失的危险时期。     

不同沟灌方式下夏玉米棵间蒸发试验

采用常规沟灌和交替隔沟灌技术,研究了不同水分处理(水分控制下限为田间持水率的80%、70%、60%)夏玉米的棵间蒸发。结果表明:常规沟灌的灌后蒸发和全生育期棵间蒸发量均大于交替隔沟灌,灌水后短期内由于表层土壤含水率较高,土壤蒸发较大;在满足作物蒸腾耗水的基础上,交替隔沟灌减小了灌溉湿润面积而减小无效蒸发耗水;不同沟灌方式下土壤蒸发与表层土壤含水率呈明显的脉冲波动变化,而深层土壤含水率波动较弱;表层土壤含水率和叶面积指数对棵间蒸发影响明显,二者与相对土面蒸发强度均有良好的指数函数关系。水分下限控制合适,交替隔沟灌棵间蒸发与蒸腾耗水明显降低,是夏玉米适宜的灌水方式。     

油气田开发对生态环境影响的综合评价指标体系与评价方法研究

运用P-S-R框架模型,针对苏里格油气田开发建设的项目特点,建立了一套油气田开发建设对生态环境影响的综合评价指标体系,提出了包括目标层、准则层、要素层和指标层的4层30个评价指标.根据相应的规范法规对指标标准进行了分类;在灰色聚类方法基础上增加了指标一致化处理,然后从横向和纵向两方面评价项目建设对生态环境的影响.对苏里格气田进行了实例分析.研究表明:2007年和2010年对生态环境的影响属于第4类,2008年和2009年对生态环境的影响属于第3类,其中水环境压力、生物多样性状态、环境状态这3方面的影响较大.分析结果与该地区实际情况相符,为油气田生态环境建设奠定科学基础.     

宁夏青铜峡灌区年退水量时间序列预测模型研究

针对宁夏青铜峡灌区年退水量预测问题,采用时间序列方法分析了灌区年退水量特性,建立了预测模型,结果发现青铜峡灌区年退水量在年际间相互关联,其时间序列是一个非白噪声非平稳时间序列,一阶差分序列是一个非白噪声平稳序列,建立了ARIMA年退水量时间序列模型,模型模拟的平均相对误差为5.66%,预测的相对误差在5%以内,精度较高,可以用于灌区退水量的预测。     

基于Green-Ampt和Philip模型的波涌灌间歇入渗模型研究

为了进一步揭示波涌灌间歇入渗的影响机制与规律,基于Green-Ampt和Philip入渗模型理论,建立了波涌灌间歇入渗分区模型,将第2供水周期及其后的供水周期内形成的入渗湿润区分别划分为重力势湿润区和基质势湿润区,并阐述了基于间歇入渗过程湿润区的分区入渗理论,通过Green-Ampt模型和Philip模型参数间的内在联系,建立了关于土壤体积含水率增量与累积入渗量之间的数学模型,并进一步根据土壤体积含水率增量与累积入渗量之间的线性图形特征,确定了不同分区下各供水周期的水分运动参数,分别为湿润锋面处吸力hf与表征饱和导水率Ks,且各间歇周期供水阶段的hf随着周期数的增大呈减小趋势,最后,利用分区模型将不同供水周期下的累积入渗量与湿润锋运移距离计算值同实测资料相比较,与实际值相比总体平均相对偏差分别为3.6%和8.6%,改进模型的适用性较好,拟合精度较高。因此,该模型可以较准确地描述波涌灌间歇入渗机理,为波涌灌灌水技术的合理设计提供了理论依据。     

土壤质地对单膜孔肥液入渗水分及氮素运移的影响

为了探求特定条件下的水肥运移规律,该文通过室内试验,研究了土壤质地对单膜孔肥液入渗水分运移及 NO-3 -N分布的影响。研究表明,不同土壤质地的单膜孔肥液入渗累积入渗量均符合Kostiakov入渗模型;水平湿润距离和垂直湿润距离随时间的变化均符合幂函数方程;质地对土壤含水率的分布和再分布的影响均较大;供水结束时,不同土壤质地的NO-3 -N含量在湿润土体表层10 cm范围内的高含水率段分布均比较均匀,且NO-3 -N含量相差较小;NO-3 -N本底值对湿润体表层10 cm范围内NO-3 -N含量分布和再分布的影响不大。     

膜孔灌灌施尿素条件下氮素转化和分布室内模拟试验

为了提高膜孔灌氮肥利用率,减少氮肥损失,通过室内膜孔灌灌施尿素模拟试验,研究了膜孔灌灌施尿素条件下氮素转化和分布规律,结果表明：灌施600 mg/L尿素溶液后,转化生成的铵态氮主要分布在膜孔中心附近,随着距离膜孔中心的增大而减小,0～5 d时铵态氮含量逐渐增大,5 d后逐渐减小。在7 d前,硝化作用微弱,上层土壤硝态氮含量低于本底值,7 d后,硝化作用增强,上层土壤硝态氮含量明显增大,远高于本底值,且水平方向转化生成的硝态氮含量大于垂直方向。在尿素转化过程中,铵态氮减少量远大于硝态氮增加量,表明尿素转化过程中氮素损失较大。以上成果为进一步研究膜孔灌灌溉施肥技术提供了参考。     

添加γ-聚谷氨酸对土壤结构及持水特性的影响

为进一步探究γ-聚谷氨酸在农业方面应用,将不同γ-PGA含量(0,0.1%,0.2%,0.5%,1%)施入无团粒结构的砂壤土与粉壤土中,研究了γ-PGA在土壤物理结构及持水特征方面的作用。结果表明:随γ-PGA含量的增加,同一吸力下土壤持水量增加,VG模型中参数α值均大于对照组,n值递减。γ-PGA添加至1%时,砂壤土中容重降低0.087g/cm3,孔隙度增加3.28%,粉壤土中容重降低0.108g/cm3,孔隙度增加4.08%,添加γ-PGA降低了毛管孔隙比例,提高无效孔隙比例,表明γ-PGA对粉壤土物理特性影响大于砂壤土。饱和含水量与γ-PGA含量呈幂函数正相关,饱和扩散率则呈负相关关系,粉壤土中VG模型参数所计算饱和扩散率与水平入渗法计算值间相对误差值小于10%。除凋萎系数外,γ-PGA对其余土壤水分常数影响显著,均随γ-PGA含量增加而增大。土壤中薄膜水、毛管水比例提高,重力水比例显著下降。γ-PGA含量为1%时,粉壤土中有效水比例为64.83%,砂壤土中仅为56.14%。添加γ-PGA有利于改良土壤内孔隙分布,提高持水能力,防止土壤水分的深层渗漏。     

地下水浅埋下层状土壤波涌畦灌间歇入渗模型研究

为进一步揭示地下水浅埋下的层状土波涌畦灌间歇入渗机制,通过试验资料分析与理论研究,建立了波涌灌间歇入渗条件下的层状土Brook-Corey和Green-Ampt（BC-GA）改进入渗模型,推导出层状土间歇入渗湿润锋面水吸力与湿润锋运移深度的函数关系,确定了含砂层内部土壤饱和导水率、进气吸力是层状土间歇入渗运移距离变化的主要影响参数。周期数增大,上层土壤饱和导水率减小,饱和含水率减小,进气吸力增大,夹砂层内部仅进气吸力随周期数增加而增大。根据BC-GA模型计算不同埋深的含砂层土壤间歇入渗特性及湿润锋运移特性,对比分析指出,周期数增加,相同含砂层埋深下的累积入渗量减小,湿润锋运移距离增大;含砂层埋深增加,相同供水周期的累积入渗量增大,湿润锋增大;供水周期达到最大时,含砂层埋深对累积入渗量和湿润锋运移距离影响减小。