基于渗流槽试验的吸附性外包滤料改善暗管排水脱盐效果

农田暗管排水再利用是缓解西北干旱、半干旱地区灌溉水资源短缺的有效途径,而外包滤料的结构与性状是改善暗管出流水质的关键。利用自行研制的渗流槽物理模型试验设备,将取自宁夏银北暗管排水项目区的土样,结合当地盐渍化土壤特征进行重新配置,以吸附性材料代替传统砂滤料,设置了仅敷裹土工布和外裹土工布+10 cm混合滤料两种暗管外包滤料,模拟研究冬灌淋洗盐分条件下,外包滤料结构型式对暗管排水区土壤水盐运移状况的影响及其出口水质状况。监测结果表明:淋洗试验初期,渗水逐渐浸润土壤,土壤中的盐分随水流垂直向下迁移并积聚于暗管周围,即埋深60～90 cm的土层中。淋洗中期,饱和带浸润水位自下而上逐渐上升,仅敷裹土工布的暗管,当饱和带水位超过暗管轴线位置时便开始排水,而包裹混合滤料的暗管,在饱和带水位达到暗管顶部后才开始排水。仅敷裹土工布时土壤整体的平均脱盐率比铺设混合滤料时的小11.45个百分点,两轮淋洗试验后,进入铺设混合滤料暗管水样的平均矿化度较仅敷裹土工布时的水样检测值分别降低了1.89和1.21 g/L,且其暗管排水流量亦明显增大。淋洗后期,试验系统停止供水后,受重力疏干排水滞后效应影响,当饱和带浸润...     

“上粮下渔”造田模式综合效益研究

＂上粮下渔＂和＂暗管排碱＂是我国当前改良盐碱低洼地的两种主流模式。通过调查发现,＂上粮下渔＂模式下的＂以渔造田＂投入产出比为1∶12.5,＂暗管排碱＂模式下的造田投入产出比为1∶5.5,＂上粮下渔＂模式的投入产出比是＂暗管排碱＂的2.3倍,其亩产经济效益是＂暗管排碱＂的3.6倍。从施工工艺、建设成本以及经济、生态、社会效益等各方面的调查对比发现,＂上粮下渔＂造田的性价比大大优于＂暗管排碱＂模式,综合效益更加显著。＂上粮下渔＂是改良盐碱低洼地的造田方法,是增加湿地规模、提高农民收入的经济实用和高效的手段,对于当前和今后大力实施土地整理、改良治理盐碱低洼地,实现农业增产、农民增收和建设美丽中国都具有重要而深远的意义。     

大安市暗管改碱水稻示范区地下水位与水质变化研究

通过对大安市暗管改碱水稻示范区地下水位、pH、电导率、总碱度、钠离子吸附比等指标随时间变化的研究,得出了大安市暗管改碱水稻示范区地下水位与水质变化规律。结果表明:(1)2011—2012年,大安市暗管改碱水稻示范区的地下水位在3.05~3.95m间波动;2012年地下水位平均值比2011年下降0.16 m,且地下水位控制在临界深度以下。(2)2011年地下水pH和电导率的平均值分别为8.45和1.39 ms/cm,2012年地下水pH和电导率的平均值分别为8.01和1.05 ms/cm,分别比2011年降低了0.44和0.34 ms/cm。地下水pH和电导率总体上随时间推进呈现降低趋势。(3)地下水的盐分离子中,HCO3-和Na+是主要阴、阳离子,且两离子含量之和占总盐分离子含量的百分比以及总碱度和钠离子吸附比均随时间呈现下降趋势。地下水的HCO3-和Na+含量、总碱度以及钠离子吸附比均在2012年5月3日出现最高值,分别为753.09 mg/L、503.67 mg/L、13.13 mmol/L和21.26。暗管能将地下水位控制在临界深度以下,而且随着暗管洗盐排碱及种稻的进行,地下水pH、电导率、总碱度、钠离子吸附比等指标呈现下降趋势,地下水水质逐渐改善。     

暗管排水技术应用

暗管排水技术是一项降低地下水位、有效防治土壤盐渍危害的工程措施。与明沟排水相比具有排水效果好,有效控制地下水位,提高土地综合产出能力,节省土地,减少沟道清淤费用等特点。在暗管排水工程中应用,应从施工工艺、管材、管径、管道坡降、暗管间距、埋深、外包料、观测设施等方面综合考虑,提高暗管排水效果。     

农田水位管理系统地下排水磷淋失实验研究

农田控制排水对减少土壤养分淋失、保护农田水环境具有重要作用。为探讨影响地下排水磷淋失量的要素,基于田间实验小区观测资料,统计分析了玉米作物生长期间农田水位管理系统运行对地下排水量和磷淋失量的影响,结果表明,与暗管自由排水系统相比,农田水位管理系统下的累积排水总量约减少1/3,但次地下排水磷淋失浓度和地下排水总磷累积淋失量均明显增高。农田水位管理系统下存在的土壤持续性饱和厌氧状态造成地下排水中氧化还原电位Eh的明显降低和pH值及可溶解性Mn和Fe浓度的显著增大,这或许是导致该系统地下排水磷淋失量明显高于暗管自由排水系统的主要影响因素。     

考虑排盐和控盐的干旱区暗管布局参数研究

为研究干旱盐碱地区排盐暗管工程布局参数的确定方法,该文利用新疆蓄水淋洗、暗管排水排盐试验数据,建立并验证了HYDRUS-2D数学模型,土壤含水率均方根误差范围为0.038～0.043 cm3/cm3,决定系数为0.82～0.95;土壤含盐量均方根误差范围为1.6～5.15g/kg,决定系数为0.95～0.99,所建立的模型能够模拟淋洗和暗管协同作用下的土壤水盐运移规律。考虑干旱区排盐和控盐的多重需要,提出了排淋比作为暗管排盐的评价指标,并结合传统的脱盐率指标,定量分析了不同暗管布局参数(埋深和间距)和土壤质地条件对暗管排盐的影响。结果表明:暗管埋深对脱盐率影响不大,影响根系区脱盐率的主要因素是暗管间距,脱盐率与暗管间距近似呈指数关系;而暗管间距和埋深对于排淋比都有显著影响;当土壤饱和渗透系数较大时,土壤饱和渗透系数对脱盐率没有明显影响,而排淋比与土壤饱和渗透系数呈指数关系,可见,排淋比比脱盐率更加适用于评价暗管排盐效率。该文进一步建立了排淋比与暗管布局(埋深和间距)以及土壤饱和渗透系数的经验公式。经比较,在计算的壤土情况下,当设计排淋比为500%时,该文拟合公式计算得到暗管间距与《规范》公式一致,当设计要求较低时,拟合公式所得暗管布局较为经济。该经验公式可用于指导确定干旱区暗管布局参数。     

浅密式暗管排盐技术改良苏打盐碱地效应研究

为探索暗管排盐技术在苏打盐碱地治理中的适用性,选择大庆地区的苏打盐碱地进行田间试验,研究排盐暗管不同间距（5 m,10 m,15 m）与埋深（0.8 m,1 m,1.2 m）下的盐碱地土壤脱盐效果。结果表明:经3次灌溉淋洗,发现埋设暗管能显著降低耕作层土壤含盐量,暗管埋设间距、埋深越小,平均排水效率越高,排水矿化度越大,土壤脱盐效率越高,改土效果越好。间距5 m、埋深0.8 m的处理经淋洗后平均排水效率为2.08%,较其他处理至少提高了13.66%;土壤含盐量为0.16%,较其他处理至少降低了23.81%。由此建议大庆地区苏打盐碱土降渍脱盐的地下暗管工程最佳布设参数为间距5 m、埋深0.8 m,既可以有效排除土壤中盐分,又可以确保耕作层土壤脱盐均匀。     

暗管排水条件下微咸水灌溉对土壤盐分动态及夏玉米生长的影响

进行暗管排水条件下微咸水灌溉田间试验,设置3种暗管埋深,分别为80 cm(D1)、120 cm(D2)以及无暗管排水(D0),3种微咸水浓度,其电导率分别为0.78 dS/m(S1),3.75 dS/m(S2)和6.25 dS/m(S3),共9个处理,每个处理3组重复.试验结果表明:暗管排水措施可以有效排除微咸水灌溉过程中土壤中累积的盐分;在玉米全生育期内,暗管埋深D1条件下,3种浓度微咸水S1,S2和S3灌溉时根系土壤电导率分别下降了39.00%,31.56%和29.43%,暗管埋深D2条件下,根系土壤电导率则分别下降了31.91%,18.08%和7.44%;夏玉米干物质累积量、穗棒累积量和穗棒质量分配率及最终产量均随着微咸水浓度的升高而降低;在相同微咸水浓度下,不同暗管埋设条件下的夏玉米最终产量从大到小依次为D1,D2,D0;3种暗管埋设条件下的作物需水量从大到小依次为D0,D2,D1的规律;暗管埋深80 cm的处理(D1)下夏玉米水分利用效率最高,而未埋设暗管的处理(D0)水分利用效率最低;当暗管埋设条件一定时,夏玉米水分利用效率随微咸水浓度的升高呈逐渐降低的趋势.     

新疆内陆干旱重盐碱地区暗管排水技术的应用

用两个试验区六年试验资料进行分析，以明沟排水为对照，论述了内陆干旱重盐碱地区暗管排水改良盐碱地的效果及社会、经济效益。提出了暗管排水的设计标准及技术参数，为类似地区推广暗管排水技术提供了依据。