某富营养化池塘夏季温室气体通量的昼夜变化

为揭示富营养化浅水池塘昼夜性的温室气体通量特征,利用DLT-100温室气体分析仪高采样频率的优势,通过48 h的在线观测,获得了宜昌野猪林池塘夏季CH4和CO2扩散和冒泡释放的昼夜性通量数据。观测点F点水气界面总CH4和CO2通量分别约为595.2,1 450.8 mg/(m2·d),CH4和CO2气泡排放量分别占到总排放量的99.7%和3.0%。观测期内冒泡存在高度时间变异性,最大的一次CH4冒泡释放速率为424.28 mg/(m2·h),占2 d内总气泡释放量的35.75%,而大多数时段的CH4冒泡速率低于20.0 mg/(m2·h)。监测期内CH4和CO2扩散通量的最高值分别为各自最低值的6.0和6.5倍。监测表明,富营养化浅水池塘夏季CH4通量非常高,且主要以冒泡方式释放;而CO2通量明显响应于浮游植物光合作用和呼吸作用交替的新陈代谢作用,存在昼夜性的变化规律。     

黄河三角洲湿地芦苇和棉田土壤呼吸试验研究

为探究温带河口湿地原生芦苇群落和人工棉田群落的土壤碳通量特征及其与各环境因子的关系,利用Li-8100开路式土壤碳通量测量系统对黄河三角洲湿地棉田和芦苇两种植被覆盖下的土壤呼吸速率进行了监测,同时测定了土壤和大气的温度、湿度,分析了两种不同利用方式的土壤呼吸变化规律及相关影响因子。结果表明:棉花群落和芦苇群落样地的土壤呼吸速率日变化曲线均呈不对称的单峰形式,且变化趋势基本相同,在12时-14时达到峰值,在6时-8时到达谷值,棉田的土壤呼吸高于芦苇地,且平均呼吸速率表现为棉花群落(0.927μmol/(m2·s))高于芦苇群落(0.705μmol/(m2·s)),这证明人为耕作会增加土壤碳通量的释放,导致碳排放量的增加。经相关性分析得出,土壤温度和大气湿度是影响棉花群落和芦苇群落土壤呼吸日变化的主要因素,其中前者对芦苇地影响更大,而后者对棉田的影响更大。     

基于SWAP模型的河套灌区向日葵农田土壤水盐通量模拟

为了探究河套灌区节水实施现状条件下农田土壤水盐动态变化规律,利用向日葵田间试验观测资料,对SWAP模型进行参数率定和验证,并利用该模型模拟向日葵生长条件下0～100 cm土层土壤水盐通量及水盐平衡状况。研究结果表明：在灌溉阶段,向日葵根系层土壤水分主要向下渗漏,水分通量和盐分通量为负,土壤盐分被淋洗;在非灌溉阶段,地下水向上补给向日葵根系层土壤,水分通量和盐分通量为正,根系层土壤积盐。2019、2020年模拟期间水分通量累计量分别为52.5、60.6 mm,盐分通量累计量分别为-4.5、-4.9 mg/cm²,0～100 cm土层土壤盐分通量分别增加了7.5、7.1 mg/cm²。向日葵现状灌溉条件下0～100 cm土层土壤积盐,可能产生土壤次生盐碱化的风险,向日葵生育期结束后需要进行秋浇淋洗盐分来保证下一年度向日葵的正常生长。     

黄土丘陵沟壑区梯田、坡耕地土壤呼吸特征

采用红外气体分析法(IRGA)测定陇中黄土丘陵沟壑区梯田、坡耕地土壤CO2释放量,分析不同坡位梯田、坡耕地土壤呼吸速率日变化规律。结果表明:黄土丘陵沟壑区梯田、坡耕地土壤呼吸速率日变化呈单峰曲线,梯田在13:00—15:00达到峰值,坡耕地在11:00—13:00达到峰值,次日7:00均为最低。坡耕地日均土壤呼吸速率0.86μmol/(m2·s),为梯田的93.48%。不同坡位梯田、坡耕地日均土壤呼吸速率排序:下坡位>中坡位>上坡位。上坡位梯田与坡耕地日均土壤呼吸速率相等,中坡位、下坡位梯田的日均土壤呼吸速率均大于坡耕地的。     

MBR中平板膜和中空纤维膜的运行特性对比研究

通过MBR膜分离单元处理污水处理厂生物池混合液的中试,分析了平板膜和中空纤维膜的跨膜压差(TMP)与间歇出水时间、曝气强度、膜通量、污泥浓度等运行参数的关系,比较了两类膜的运行特性。结果表明,两类膜的TMP上升速率随抽停比的增加而增大,最佳抽停比均为9min∶1min,抽停比变化对平板膜TMP的影响更为明显;平板膜和中空纤维膜的适宜曝气强度分别为1.20m3/(m2·h)和0.60m3/(m2·h);两膜的临界通量介于20~25L/(m2·h),平板膜的临界通量稍低于中空纤维膜;在8 000~15 000mg/L的污泥浓度内,平板膜的最佳运行污泥浓度高于中空纤维膜。对于处理规模为1万m3/d的市政污水A2/O-MBR项目,采用平板膜时项目总投资为4 200万元、运行成本为1.36元/m3,采用中空纤维膜时项目总投资为3 900万元、运行成本为1.19元/m3。     

砾石土质条件下葡萄滴灌生育期土壤含水率变化规律研究

为探究酿酒葡萄在砾石土质条件下的土壤含水率变化规律及合理灌溉制度,选取贺兰山东麓砾石土典型试验区,以五年生赤霞珠品种为研究对象,设计2 550、2 850、3 225、3 600 m3/hm24个不同定额的灌水处理,应用TDR土壤水分剖面仪和土壤水势仪,监测生育期滴灌前后不同土层含水率与水势变化,针对监测数据从灌水处理整体与单个生育期不同角度进行分析,研究酿酒葡萄在砾石土条件下不同滴灌定额土壤含水率变化规律,最终提出生育期适宜灌溉制度。研究结果表明:随着灌溉定额的增加,土壤含水率在0~40cm土层范围内变化较明显;不同深度土层土壤水势变化规律与灌溉定额的大小有关;1m深土壤水分蓄存比并不是随着灌水量的增加而增大,而是当灌水量达到某一定额时,随着灌水量的增加,土壤水分蓄存比减小,砾石土单次灌水量高于300 m3/hm2时,土壤水分蓄存比较低,易产生深层渗漏。     

皖西皖南土壤可蚀性值及估算方法验证

土壤可蚀性是水土流失预测的基础数据,可蚀性指标值的准确与否直接影响到水土流失预测精度。利用径流小区实测资料,研究了皖西、皖南主要土壤可蚀性值,并对EPIC模型和诺谟公式进行了验证。结果表明:皖西、皖南不同土壤可蚀性实测值差异较大,其值范围为0.013～0.043 t·hm~2·h/(MJ·mm·hm~2),黄棕壤最小,红壤最大,红壤可蚀性值是黄棕壤的3.3倍;同一种土壤不同方法估算的土壤可蚀性值差异较大,在没有实测资料验证的情况下,难以选择适宜的土壤可蚀性估算方法。研究结果为皖西、皖南水土流失预测提供了数据参考。     

咸淡水交替淋溶下土壤盐分运移试验

为确定咸淡水交替灌溉后土壤盐分的运移规律,采用2 g/L,4 g/L两种矿化度的咸水分别与淡水连续、交替淋溶室内土柱,初步研究了咸淡水交替淋溶下土壤盐分的变化规律。研究结果表明:咸淡水交替淋溶下土壤表层盐分逐渐下移,两个试验处理的土柱都出现积盐情况,且4g/L时的积盐量大于2 g/L时的积盐量,土壤溶液中Na+,Ca2+的分布与EC值的变化规律基本一致,在此条件下盐分的增加没有引起土壤的碱化,灌水结束后,两个试验处理的土壤溶液EC值都小于4 dS/m,在作物耐盐的范围内,可推广应用到大田咸淡水交替灌溉中。     

三沙市永兴岛海水淡化厂工程设计

为满足三沙市永兴岛上的居民生活用水需求,根据海岛特点,在岛上新建海水淡化厂,利用海水作为水源直接供应清水。水厂设计规模1 000 m~3/d,采用斜管沉淀-超滤-反渗透-再矿化的净水处理工艺。其中沉淀表面负荷为1.46 m~3/(m~2·h);超滤设计通量为30 L/(m~2·h),回收率90%;采用二级反渗透,其中一级反渗透设计产水通量0.60 m~3/(h·支),最大压力6.5 MPa,二级反渗透设计产水通量0.90 m~3/(h·支),最大压力12.5 MPa;反渗透产水采用投加CaCl_2和NaHCO_3进行再矿化。建成后运行产水水质满足国标要求,饮用口感良好,电耗约3.5 kW·h/m~3。     

不同灌溉水平对枸杞光合特性及产量的影响

为在西北干旱区推广发展枸杞产业,采用试验方式,确定适宜枸杞产业的节水栽培模式。试验在秸秆覆盖与不覆盖两种条件下进行,分别设置了3个灌水水平,依次为6 400 m3·hm-2、5 120 m3·hm-2、3 840 m3·hm-2,测定和分析了土壤水分、光合特性、产量以及灌溉水利用效率,结果表明:(1)土壤含水量随灌水量的增大而增大,相同灌水条件下覆盖较不覆盖土壤含水量提高了6.8%~12.2%。(2)Fo值与灌水量呈反比关系,在覆盖条件下,Fm值和Fv/Fm呈现出先增加后减小的趋势;同等灌水量条件下,覆盖处理的Fm值和Fv/Fm均高于不覆盖处理,qN值变化与之相反。(3)各处理净光合速率呈"双峰型"日变化趋势,但W3处理第2个峰值显著低于其余各处理。相同灌水量下,覆盖较不覆盖处理其日均净光合速率分别提高了7.2%、24.0%、16.8%。(4)产量和灌溉水利用效率均以W2F为最优,分别为2308.32 kg·hm-2、0.45 kg·m-3。综上所述,灌溉定额为5 120 m3·hm-2且采取秸秆覆盖的W2F处理是一种最优的节水灌溉模式,值得推广应用。     

不同土壤水库营建措施对红壤果园土壤团聚体特征的影响(英文)

采用野外调查与室内分析相结合的方法,对不同土壤水库营建措施下红壤果园的土壤水分物理性质、土壤团聚体及稳定性进行了研究.试验结果表明:(1)不同土壤水库营建措施果园土壤容重出现不同程度的减小,其中以施用多量有机质肥的果园变化最为明显;对照总孔隙度与采取营建措施果园的无明显差异,但整个土壤剖面上其非毛管孔隙显著低小.(2)在干筛处理下土壤团聚体以>2mm粒径为主,总体呈现出随粒径的加大先增加后降低再增加的趋势;而在湿筛处理下土壤团聚体以<0.25mm粒径为主,呈现出随着粒径的增大而减少的趋势.(3)不同土壤水库营建措施果园的土壤团聚体破坏率,总体上呈现多量有机质肥<少量有机质肥<稻草覆盖<清耕<对照的趋势.     

土壤膨胀性对土壤饱和水分运动参数的影响

膨胀性土壤吸水后易膨胀变形,从而影响到土壤水分的运动参数。为了研究土壤膨胀性对土壤饱和水分运动参数的影响,采用室内土柱试验装置分析了不同土壤厚度（2,4,6,8,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55 cm）对3种土壤（沙土、黄绵土、娄土）土壤容重、土壤饱和含水量、土壤饱和导水系数的影响,并分别用幂函数、指数函数和对数函数进行了拟合分析。结果表明：① 土壤饱和膨胀率、饱和比容积、饱和含水量和饱和导水系数均随土壤厚度增加而减小。② 通过3种函数拟合效果对比发现,幂函数具有最佳拟合效果。     

紫色土和红壤坡面径流分离速度与水动力学参数关系研究

土壤剥蚀是土壤侵蚀、搬运和沉积过程中的一个重要子过程,对其定量研究是建立具有明确物理意义侵蚀模型的理论基础.采用放水冲刷法,在3.0m长、1.0m宽的土槽上,通过4个不同坡度(5°、10°、15°、20 °)、5个不同放水流量(1.31/min、3.01/min、5.5L/min、6.5L/min、8.5L/min)的组合实验,对红壤和紫色土坡面径流分离速度与径流剪切力、单位水流功率、水流功率、过水断面单位能量之间的关系进行了研究.结果表明:在一定的坡度条件下,分离速度随放水流量的增大而增大,而对于相同的放水流量,分离速度呈现出先增大后减小,然后趋于稳定的趋势,且有随放水流量的增大达到峰值的时间有提前趋势.径流剪切力、单位水流功率、过水断面单位能量及水流功率四个参数与分离速度均存在着明显的线性关系,但相对而言,水流功率更能准确反应坡面分离速度的变化情况.实验条件下,红壤坡面土壤剥蚀的临界水流功率值为0.0083N/(m·s),紫色土坡面土壤剥蚀的临界水流功率值为0.062N/(m·s).     

辽西淋溶褐土土壤水动力学参数的推导及验证

土壤水动力学参数对指导农业生产、水利和水保工程设计是必不可少的。本文运用RETC软件,由土壤机械组成和容重推导出vanGenuchten模型的土壤持水曲线方程和土壤传导率方程,然后再对土壤持水曲线方程进行求导得出土壤比水容量方程,最后用实测结果进行验证。结果表明,土壤含水量θ(h)、土壤导水率K(h)计算值与测定值的相对误差均随着水势的降低而减小,土壤含水量的相对误差较土壤导水率低,且均小于10%,土壤导水率的相对误差范围在18%～39%。因此,运用RETC软件推导出的土壤水动力学参数还是可行的。     

天然含水量的扰动土与风干土抗剪强度的分析

天然含水量的拢动土抗剪强度接近施工现场土料反映出来的抗剪强度。     

土壤水分特征曲线测定过程中土壤收缩特性研究

为探求不同土壤水分特征曲线拟合模型的适宜性以及离心机法测定过程中的土壤收缩特性,选取云南黏壤土(KM)、辽宁砂壤土(SY)、新疆砂壤土(KL)和山东壤土(LY),分别对土壤水分特征曲线进行测定并拟合,而后对测定过程中土壤的收缩度及其收缩特性进行分析。结果表明,对于KM、SY、KL和LY:(1)当吸力从0增至7 000 cm时,土壤含水率逐渐减小,且减小速率呈现"降低-增加-降低"趋势;(2)各土壤水分特征曲线经验模型均表现出良好的模拟效果,适宜模型分别为VG-M(m,n)、LND-M、VG-M(1-1/n,n)和VG-B(m,n),其中VG模型可作为最优模型同时对4种土壤进行土壤水分特征曲线拟合;(3)在土壤水分特征曲线测定过程中,土壤有效收缩度与吸力满足对数函数关系(R2=0.82~0.97),4种土壤收缩量表现为SYKMLYKL,且容重增加了0.19~0.46 g/cm3;(4)基于土壤收缩特征值可将土壤收缩过程大致分为伪饱和段、结构段和超正常段,且对于4种土壤,3个收缩段均可以用直线模型描述,但各收缩段的吸力范围存在差异。     

不同坡度和前期土壤含水率条件下裸地降雨产流试验研究

坡度和前期土壤含水率是降雨产流过程的重要影响因素。为研究华北半干旱地区的降雨产流机制,采用人工模拟降雨的方法,进行了不同坡度(5°、10°和15°)和前期土壤含水率(0.20、0.25和0.30)条件下的降雨产流试验。结果表明:在整个降雨产流过程中,地表径流量随坡度和前期土壤含水率的增加而增大,累积径流量与产流历时呈线性函数关系;土壤入渗率和产流滞时均随前期土壤含水率和坡度的增加而减小,且前期土壤含水率对土壤入渗率和产流滞时的影响较坡度更加明显;Horton模型对降雨入渗关系的拟合结果优于Kostiakov和Philip模型。     

膨胀性土壤降雨入渗产流模型

膨胀性土壤吸水会发生膨胀变形,这对降雨入渗产流过程有显著影响。本文以Green-Ampt模型为基础,提出了考虑土壤膨胀性的非稳定降雨入渗产流模型(GJGAM)。为量化土壤膨胀性对降雨入渗产流过程的影响,文章引入了考虑土壤膨胀性的土壤饱和导水系数及饱和含水量,并提出了两参数的计算方法。同时,应用GJGAM和传统的不考虑土壤膨胀性模型(TGAM)分别模拟了径流强度和土壤累计入渗量的室内试验过程,并与试验观测值进行了对比分析。结果表明:利用GJGAM模拟得到的土壤累计入渗量和径流强度与其实测结果吻合良好,而TGAM模拟得到的土壤累计入渗量大于实测值,而径流强度小于实测值。     

黄土高原不同侵蚀类型区允许土壤流失量研究

为了研究中游黄土高原不同侵蚀类型区允许土壤流失量,利用黄河中游黄土高原主要侵蚀类 型区行政区划图,根据 1955—2009 年不同侵蚀类型区土壤侵蚀强度数据,分析了 12 个主要侵蚀类型 区治理期( 1970—2009 年) 和退耕后( 2000—2009 年) 较治理前( 1955—1969 年) 减沙效益。以土壤侵 蚀强度、人口密度、治理期的减沙效益以及人均纯收入为指标,利用总结的公式,将估算的不同侵蚀 类型区的总允许土壤流失量 8. 43 亿 t( T2 值) 和 7. 19 亿 t( T1 值) 合理分配到黄土高原主要侵蚀类型 区,得到不同侵蚀类型区 T2 和 T1 分配值平均值为 4 876. 2 t /( km2 ·年) 和 4 158. 9 t /( km2 ·年) 。结 合各侵蚀类型区退耕后( 2000—2009 年) 侵蚀强度及较治理期( 1970—2009 年) 减沙效益的增幅及类型 区 T2 和 T1 分配值的比例,拟定了不同侵蚀类型区允许土壤流失量 T2 和 T1 暂定值,其平均值分别为 1 200. 0 t /( km2 ·年) 和 900. 0 t /( km2 ·年) 。研究成果为黄土高原及不同侵蚀类型区水土流失治理提 供科学依据。     

滴灌作用下膨胀土边坡表层含水量影响因素分析

含水量是影响膨胀土裂隙开展的关键因素,基于控制含水量(后称"控水")的思路治理膨胀土边坡的方法具有重要的工程意义。提出利用滴灌加湿作用控制膨胀土边坡裂隙的理念。运用有限元分析方法,研究滴灌作用下膨胀土表层初始含水量、滴灌量、滴灌历时以及坡度等关键敏感性因素对边坡表层含水量的影响规律。研究结果表明:膨胀土具备较强的保水性能;初始含水量低、持时短、大间距的滴灌,不利于土体水分重分布;多点源交汇滴灌下的坡度越大,滴灌浸润范围越大。因此,可通过开启较高的滴灌临界含水量、设置较大坡度以及合理的滴头水平间距来增强膨胀土边坡表层土体的加湿效果。