防止机井涌砂问题的探讨

近年来,新疆的机井建设发展较快,但由于种种原因,在机井的施工和管理运行中,其报废率高达20%～40%,而机井涌砂是其重要原因。造成机井涌砂的原因是多方面的。本文对直接影响机井涌砂的滤水管的允许渗透流速、填砾粒径、填砾厚度、成井工艺、井泵配套合理等方面的问题进行了初步探讨。1滤水管的允许渗透流速机井涌砂与井孔允许渗透流速有密切关系。当机井以最大设计出水量工作时,地下水由含水层通过滤水管的流速也达最大,但不能超过一定限度,否则易产生涌砂。井孔允许渗透流速一般用下式进行计算:V=56.67K0.411(1)式中V为允许渗透流速;K为…     

深圳河干、支流泥沙特性及淤积规律研究

深圳河一、二期工程完工后，经过近2年的运行，河道淤积严重，大大降低了设计防洪标准，为了解决这个问题，通过收集整理深圳河已有水文，泥沙，地形与潮汐资料，分析了深圳河干、支流泥沙特性及淤积现状，对深圳河的泥沙特性及淤积规律进行研究，并结合深圳河水动力特性及具体地形、水文等情况，对河清淤方式提出了一些思路和建议。     

低容量喷雾技术的应用效益

对防治病虫害的喷雾技术进行了试验研究，结果表明：低容量喷雾较高容量喷雾天敌青蛙死亡率降低46.6％，对害虫防效提高，省药省工。在用药成本降低50％时防效仍达70．33％～90．88％。     

陕西4种土壤粒径分布的分形特征研究

采用分形模型 ,研究了陕西 4种不同质地的土壤粒径的重量分布。结果表明 ,土壤结构具有明显的分形特征 ,其粒径分布分形维数为 0～ 3。分形维数与土壤中粘粒含量呈明显的线性相关 ,表现为粘粒含量越高的土壤 ,其分形维数也越高。分形维数不仅受粘粒含量的支配 ,还与土壤质地的均一程度有关 ,土壤质地均匀指数 Iu与分形维数也表现出一定的相关性 ,但相关性较弱。     

坡地打结垄沟集雨种植对泥沙、养分流失和紫花苜蓿草产量的影响

为寻求控制水土流失适宜坡耕地利用方式,开展如下试验:1) 采用完全随机设计,研究不同坡度(0°、5°和10°)集雨垄的径流效率和临界产流降水量;2) 采用裂区设计,坡度(5°和10°)为主区,耕作模式(传统平作、开敞垄和打结垄)为副区,研究坡地打结垄沟集雨种植对土壤水分、径流、泥沙损失、养分损失、紫花苜蓿干草产量和水分利用效率的影响。结果表明:0°、5°和10°集雨垄的临界产流降水量分别为1.55、1.33和1.00 mm,径流效率分别为88.2%、91.1%和92.7%;与传统平作相比,开敞垄和打结垄的小区径流量分别减少62.3%~67.9%和76.4%~79.9%,小区径流效率分别减少51.0%~54.5%和67.8%~68.2%;泥沙流失量分别减少95.6%~96.4%和98.4%,全氮流失量分别减少95.3%~96.2%和98.1%~98.2%,全磷流失量分别减少95.3%~96.1%和98.2%,有机质流失量分别减少94.1%~95.6%和97.8%~97.9%;开敞垄和打结垄明显增加浅层(0~60 cm)土壤剖面含水量;开敞垄和打结垄紫花苜蓿全年干草产量分别提高40.3%~50.4%和16.0%~18.7%,水分利用效率分别提高4.4~11.5 kg·hm^-2·mm^-1和2.0~5.3 kg·hm^-2·mm^-1。坡度10°的径流量、径流效率、小区泥沙流失量、全氮流失量、全磷流失量和有机质流失量分别是坡度5°的1.44、1.40、2.34、2.24、2.39和1.97倍;坡度5°的紫花苜蓿全生育期根系层(0~200 cm)土壤贮水量、紫花苜蓿全年干草产量和水分利用效率分别是坡度10°的1.05、1.28和1.41倍。开敞垄增加紫花苜蓿干草产量和水分利用效率效果最为明显,打结垄减少径流、泥沙流失和养分损失效果最为明显。     

一个抽水水库的沉积物及其无机磷含量的分布特点

通过对抽水水库——大镜山水库沉积物粒径组成以及沉积物的无机磷形态分级分离的测定,研究了抽水水库沉积物及其无机磷含量的分布特点。结果表明,4个特征区域沉积物粒径组成差异较大,总无机磷含量在水库4个区域从入出水口至库尾呈明显的递减趋势,无机磷组分中,以O-P平均含量最高,其次是Fe-P,再次Ca-P、Al-P,抽水水库的进水与出水的方式及位置与典型水库虽然有很大的差异,但其沉积物及无机磷的分布都服从水动力学原则,沉积物中无机磷的分布与入库水动力学特点一致。各无机磷形态特别是Fe-P和Al-P在空间分布上表现有较大的差异,可能与无机磷结合态的活性有关。     

东北黑土区不同垄作坡面产流产沙过程

起垄种植是东北黑土区普遍的耕作模式,不同垄作坡面产流产沙规律尚不明晰、亟需研究。为此,基于野外放水冲刷试验,设计3个冲刷流量(30 L/min,60 L/min,90 L/min)和4种处理坡面(横坡垄作、斜坡垄作、无垄作、顺坡垄作),探究东北黑土区不同垄作坡面的土壤侵蚀差异。结果表明:(1)3种冲刷流量产流率和含沙量均随垄作措施改变呈持续波动趋势,但受冲刷流量影响二者变化规律不同。(2)4种垄作措施状况下,产流时间与冲刷流量均不相关,含沙量与产流时间均呈负相关; 其他试验条件下,因冲刷流量和垄作措施的差异出现不同相关性。(3)30 L/min,60 L/min两种冲刷流量下,侵蚀强弱表现为:顺坡垄作>无垄作>斜坡垄作>横坡垄作。冲刷流量90 L/min时,侵蚀规律变为:横坡垄作>顺坡垄作>斜坡垄作>无垄作,且横坡垄作与斜坡垄作的累积产沙量较30 L/min冲刷流量比分别增加了12.78倍和10.11倍。综上,小流量冲刷条件下横垄和斜垄可有效控制径流和水土流失,当冲刷强度增大后二者发生断垄恰是径流和泥沙发生变异的最主要因素。     

寿昌江河流泥沙来源研究

人类活动是影响河流泥沙淤积的重要因素,为探讨道路建设和河道破坏对河流产沙的影响,以浙江省寿昌江流域为研究对象,采用复合指纹识别示踪技术,得到了不同潜在泥沙来源区对河流产沙的贡献。结果表明:采用Kruskal-Wallis H-test(KW-H)与多元判别分析(DFA)组合、主成分分析(PCA)与DFA组合得到的指纹示踪因子,结合复合指纹示踪模型,均能够很好地区分泥沙来源,但PCA和DFA统计法得到的4个指纹示踪因子组合能更好地区分泥沙来源。在河流出口处,来自河道的泥沙最多,占河流总产沙的34.7%,其次是建设用地,其产沙贡献为总产沙的28.1%,来自林地和水田的泥沙贡献分别为24.1%,12.7%,旱地产沙贡献最小,仅为0.3%。降水、土地利用、造桥、挖沙及道路建设等是引起产沙贡献差异的重要原因。因此,寿昌江流域降雨量大,植被覆盖度高,河流泥沙主要来自人类生产建设对地表的破坏。     

旋流排沙渠道排沙特性试验

旋流排沙渠道是基于旋转水流的特点提出的一种水沙分离新技术,为明确不同来流条件对旋流排沙渠道排沙特性的影响,该研究通过物理模型试验探究了来流流量、来流流速、泥沙级配及下游渠道水力条件下旋流排沙渠道的排沙、余沙及淤沙特性,分析了其截沙率变化规律。结果表明,当来流条件改变时,旋流排沙渠道的排沙特性发生规律性变化,在来流流量增加或流速增加或来沙中值粒径减小情况下,旋流排沙渠道的排沙量减小,余沙量增加,其中改变来流流量对截沙率的影响最为明显,最大变幅为16.3%。不同水沙条件下0.075～0.315 mm细颗粒泥沙的排沙量及余沙量均存在较大差异,且下游渠道余沙均以该粒径区间的泥沙为主,而粒径>0.315～3.0 mm泥沙的排除效果受水沙条件改变的影响极小。排沙洞内泥沙淤沙量随来流量和泥沙中值粒径的增加而增加,而随流速的增加而减少,但各水沙条件下最大淤沙量仅为来沙量的2.6%。在渠道下游设置挡水板后,旋流排沙渠道的排沙性能得到进一步提升,提高了粒径>0.16～0.315 mm泥沙的排除效果,与不设挡水板相比截沙率增加了4.6个百分点,也改善了排沙洞内的泥沙淤积问题。旋流排沙渠道具有良好的泥沙分选效果,能有效排除高含沙水流中的粗颗粒泥沙（在不同水沙条件下最小截沙率为76.9%）,从而减少了泥沙对渠道下游设施的影响,因此工程中可通过优化流量、流速、下游水力条件等提升旋流排沙渠道的排沙特性。研究明确了不同水沙条件下旋流排沙渠道的适用性,成果可为其在工程中的设计和应用提供参考。     

模拟降雨下坡面草带分布对产流产沙过程的影响

为深入探讨坡面植被分布对产流产沙过程的影响,定量分析植被分布与坡面产流产沙的关系,通过人工降雨试验,在15°坡面条件下,对不同植被覆盖度（40%,60%）、不同降雨强度（30,60,90 mm/h）和不同植被分布位置（相对距离为0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0）条件下的坡面产流产沙进行观测,分析不同植被分布条件下的水土保持作用,提出了不同覆盖度下控制水土流失的植被优化配置。结果表明：（1）在一定坡度和降雨强度条件下,不同植被分布条件下坡面产流率和产沙率均表现为先迅速增加后趋于稳定的变化趋势;（2）坡面平均产流率和产沙率随着相对距离的增加表现出先减小后增大的趋势,植被相对距离为0.2的坡面的平均产流率在不同实验条件下均为最小;（3）通过随机森林算法发现,降雨强度和植被覆盖度对产流具有重要影响,降雨强度和植被相对距离对产沙具有重要影响;（4）当植被覆盖度为40%时,以减少径流和泥沙为主要目标的最优化植被相对位置分别为0~0.36,0~0.31;当植被覆盖度为60%时,以减少径流和泥沙为主要目标的最优化植被相对位置分别为0~0.43,0~0.22。表明坡面植被分布对产流产沙有重要的影响,在相同植被覆盖度条件下,草带的相对距离越小,对减少径流和泥沙的作用较好。研究成果可为生态恢复过程中植被的优化配置提供理论依据和数据支撑。