明化镇组咸水体运移模拟及防治技术

下辽河平原南部上第三系明化镇组,在地质历史上由于受海水的入侵,在地层中存留有大量的咸水体,随着油田的勘探开发,在咸水体周围建设了许多水源地。当大规模开采地下水后,打破了咸淡水间的原始水动力平衡,咸水体不断向外扩张。为了模拟咸水体。首先建立地下水的渗流模型,在此基础上用质点追踪模拟咸水体的运移规律,预测咸水体运移速率,并提出咸水体扩张的防治技术。     

下辽河平原南部第四系咸水体特征及运移规律

下辽河平原咸水体的存在,对地下水的开发利用和石油生产带来了潜在的威胁。利用油井、水井测井曲线及钻孔剖面,综合确定下辽河平原平原组及明化镇组地层中咸水体在水平及垂向上的分布范围。建立了地下水水文地质概念模型及地下水数学模型,利用咸水体质点追踪和预测模型,对咸水体的运移特征及运移速率进行模拟,结果表明,水源地附近咸水体边界运移速率有加大的趋势;垂向上略有增加,但幅度不大。     

海湾水库突然泛咸的实验研究

通过室内中型水槽实验模拟分层水体受到突然扰动后水体盐分浓度及含盐总量的变化,探讨海湾水库的突然泛咸机理。结果表明,水体受到强烈扰动后,底部咸水与上层淡水的混合将导致库水整体泛咸;表层沉积物中的盐分也是库水泛咸的重要盐源,扰动条件下表层沉积物盐分的增强释放将强化库水的泛咸程度。海湾水库水体的分层结构与稳定强度明显不同于温度分层水库,导致它与温度分层水库的混合频次不同。海湾水库运行过程中,可以采用机械抽排水库底层咸水等措施来抑制库水泛咸。研究结果可为海湾水库的突然泛咸管理提供理论与实践依据。     

抽取地下咸水防治海水入侵的物理模拟试验

抽取地下咸水是河口海岸带地区防治海水入侵的可行性措施之一。通过构建室内砂箱物理模型并结合着色技术,分析不同抽咸强度和布井方式下海水入侵咸淡水界面运移规律以及地下水流场演变机制,研究不同情境下抽取咸水对海水入侵的防治效果。结果表明:地下水流场受抽取咸水的强度和布井方式影响,可通过加大咸水抽取强度、优化布井方式,实现抽咸牵引防治海水入侵的最佳效果。固定咸水抽取强度时,远离咸淡水界面进行的叠加井抽水与单井抽水效果相比,并不具备优越性;在海水入侵界面以下咸水体上部抽取咸水,可防止抽咸过程中海水入侵界面向内陆移动,在海水入侵界面近趾端处抽取咸水可以使海水楔趾端更快向海水区回退;保持一定的咸水抽取强度时,在海水入侵界面以下咸水体上部与趾端位置处进行分散式布井,可以达到整体修复滨海含水层的效果。     

地下咸水体抽水修复的模拟试验

根据青岛市大沽河下游咸水分布区水文地质条件,采集该地区代表性中砂进行砂槽模拟试验,分析了抽水量、抽水井的位置以及抽水持续时间对咸水体修复效果的影响。试验结果表明:进行抽水修复时,各观测点盐度依次降低,并且形成突降;抽水量越大,咸水的去除速率越高,修复时间越短,抽水量从80.2 mL/min分别增至160.2 mL/min、240.2 mL/min时,修复时间缩短为之前的52.4%和34.9%;将抽水井安置在隔水边界附近,能够有效地抽取高浓度咸水,显著提高地下咸水体的整体修复效果;该试验条件下,抽水持续时间为115 min时,虽然结束抽水时的出水盐度为0.274%,但是依靠自然修复仍然能够满足饮用水标准,相较于出水盐度为0.10%的抽水持续时间缩短了30.3%,大幅降低修复成本,对咸水体的工程研究具有明显的经济意义。     

微咸水灌溉对土地整治项目区水土环境的影响

为了研究不同灌溉模式对土地整治项目区土壤环境、地下水矿化度和埋深的影响,在内蒙古河套灌区选定具有代表性的红卫试验场进行了枸杞田间微咸水灌溉试验,探讨对土壤环境、地下水环境影响最小的枸杞微咸水灌溉模式。结果表明:不同轮灌模式下土壤盐分均发生表聚现象,在枸杞根系发达区淡-咸-咸灌溉模式下土壤盐分最低,对枸杞生长影响较小;地下水矿化度存在显著差异,淡-咸-咸灌溉模式下枸杞整个生育期内地下水矿化度最低,咸-咸-咸灌溉模式下最高;不同轮灌模式下地下水埋深差异不大,并且在生育期末基本回到了开春时的水平;淡-咸-咸灌溉模式对地下水环境影响较小,是适合当地土地整治采用的最优灌溉模式。     

钱塘江饮用水源地含氯度受潮汐与径流影响分析

钱塘江河口段受潮汐和上游径流的作用,水体含氯度变化较大,对沿江工农业、生活取水产生了较大影响。依据钱塘江河口段七堡站9个月实时监测的水体含氯度数据,分析了潮汐和径流对饮用水源地含氯度变化的影响。结果表明,随着潮汐作用的减弱,七堡站咸水入侵的强度、含氯度日超标时间等均逐渐减小;上游径流量的增大,可有效降低饮用水源地的含氯度,但随着径流量的增加,径流的抑咸作用越来越小,当径流量超过一定值后,继续增加流量对氯度的稀释作用已非常微弱。依据分析结果,参照国家规定的饮用水含氯度标准,确定了大、中、小潮期间,水体含氯度符合标准的时间,以及上游抑咸的最佳下泄流量。     

河北省农业灌溉咸水利用机理研究

通过对河北省平原区咸水分布情况、典型区咸水的盐度、碱度计算、咸水灌溉条件的实验研究、咸淡水混合灌溉技术分析,河北省咸水灌溉矿化度应控制在3.0 g/L以下.在矿化度大于3.0 g/L的咸水区,将两种矿化度不同的灌溉水混合使用,目的是降低灌溉水的含盐量或改变其盐分组成.咸淡水混合灌溉在提高灌溉水水质的同时,也增加了可灌水的总量.结合河北省近年来开展咸淡水混合灌溉实践,在咸水区开展咸淡水混合灌溉,充分利用咸水资源,即减少淡水的开采量,而且对改善地下水超采取的生态环境也发挥了重要作用.     

邢台市咸水分布特征与合理开发利用研究

根据对邢台市咸水成因及咸水分布特性分析,结合邢台市咸水水化学特征,指出咸水的水质类型与其矿化度关系密切。分析邢台市对咸水利用的试验研究成果,并对咸水灌溉条件进行探讨,确定不同农作物的耐盐极限值。结果表明,咸水的矿化度小于或等于3g/L,对作物和土壤不会产生危害。在此基础上探讨邢台市咸水利用的措施和方法,建议因地制宜,选用咸水间接利用方式,减少盐分对作物及土壤的危害。     

钱塘江河口咸水入侵长历时预测、对策的实践检验

杭州市供水主要取自钱塘江河口，长历时咸水入侵预报对确保其供水安全十分必要。本文对钱塘江河口咸水入侵数值预测方法进行了分析，认为对短历时（15d）可联合求解一维水流运动和氯度对流扩散方程进行预测，但对长历时（半年）高强度河床淤积、天文潮的月际变化，须还要耦合不平衡泥沙输移和河床变形方程的动床数学模型或基于实测资料的统计模型。在实测资料分析和氯度验证的基础上，采用建立的长历时预报模型研究了钱塘江河口的咸水入侵，通过新安江水库增大下泄量，采用“大潮多泄、小潮少泄”的非均匀放水的顶潮拒咸对策，可以有效减少取水口处氯度值及连续超标天数和总超标时间。30多年的预报实践表明采用本预报模型得到的富春江电站下泄的最小流量能满足杭州市各取水口不同时期超标时间的要求，节约了大量的水资源量，取得巨大的社会经济效益。     

输油管道工程特征及其水土流失防治措施——以平原区和丘陵区为例

为了在输油管道建设过程中采取合理的水土流失防治措施,减少水土流失,对输油管道工程的项目组成、施工组织进行了分析,重点介绍了一般管道敷设和穿越公路、铁路、河流段管道敷设施工工艺。在平原区和丘陵区作为一级分区的基础上,将输油管道工程分为管道作业带区、穿越工程区、站场阀室区、施工便道区和施工生产区5个防治分区。对分段管道的防治目标值加权平均得到工程的水土流失防治目标值,在此基础上分别确立了平原区和丘陵区输油管道工程的水土流失防治措施体系,分析工程措施、植物措施和临时措施的特点,因地制宜地采取合理措施来减少输油管道工程建设过程中的水土流失。研究成果为输油管道工程的水土流失防治措施提供了参考依据。     

江苏滨海平原微承压水层位水土体含盐特征及其相关性分析

通过采集测试土样和水样,分析了研究区地下水水化学特征和土体含盐特征。研究表明:江苏滨海平原地区微承压水为海相沉积水,以盐水为主,水化学类型主要为Cl-Na。微承压水盐分主要来自海水。成井层位土体含盐量较高,以弱盐渍土为主,盐渍土类型为氯盐渍土。土中盐分主要来自海水浸渍,且地下水中的Na+与地层中的交换性钙离子、镁离子产生了阳离子交换。土中易溶盐主要指标和地下水主要指标对应呈线性正相关,建立了矿化度和成井层位土体易溶盐各指标的线性回归模型,并采用HYRD1号井进行了验证,效果良好,说明了土体盐度分析在地下水咸化中的指示作用。     

冻融循环条件下罗布泊天然盐渍土的盐冻胀规律研究

以罗布泊湖积平原区的盐渍土为研究对象,分别从影响盐渍土盐冻胀的各因素-冻融循环次数、干密度、含水率等方面进行试验研究。结果表明:含水率为10%、13%的土样在第3次冻融循环时有最大的盐-冻胀增量;含水率为16%的土样则在第6次冻融时表现出盐-冻胀增量峰值。不同含水率、不同干密度的土样经多次冻融循环作用,土样的累加盐冻胀力随冻融循环次数的增加而递增;相同干密度情况下,土样的含水率为最优含水率时,其累加盐-冻胀力达到峰值;当土样含水率较小时,土样的累加盐-冻胀力随含水率的增大而增加;当含水率超出土样的最优含水率后,随含水率的增大其累加盐-冻胀力减小。     

南水北调与邢台市微咸水利用分析

邢台市的水资源严重匮乏,但是,东部平原微咸水分布广泛,储存较为丰富,且埋深较浅,便于开采。通过对邢台市咸水分布及咸水资源量分析等方面进行探讨,并对邢台市咸水化学特征及有害盐计算及咸水灌溉条件试验研究,邢台市微咸水资源与引江水水量水质的综合分析,论述了南水北调来水与本区域微咸水利用相结合的可行性及必要性。     

干旱区膜下滴灌农田土壤盐分非生育期淋洗和多年动态

膜下滴灌土壤盐分在生育期和非生育期的累积与淋洗,共同决定了土壤的盐碱化趋势,影响着当地农业的可持续发展。为分析长期膜下滴灌土壤盐分多年动态,于2008—2013年在中国西北干旱区的清华大学-库尔勒生态水文实验基地开展了棉田实验,采集和化验了15 000余个土壤样本,结合SHAW模型模拟,探讨了非生育期冬春灌方式的盐分淋洗效果;基于长期连续观测及理论分析,评估了区域盐碱化趋势。结果表明:冬灌和春灌的盐分淋洗作用明显,冬灌盐分淋洗深度大致为60 cm,效果优于春灌。若膜下滴灌条件下综合采用非生育期冬灌或春灌洗盐,在多年尺度上土壤根区盐分不会出现明显累积,土壤盐碱化趋势可以得到控制。     

吉林农安县盐渍土理化特性及水盐运移规律研究

以吉林省农安地区盐渍土土样为研究对象,通过研究其基本理化性质以及土样中水分和盐分变化规律,分析了农安地区盐渍土的性质及其对水盐运移的影响。结合相关文献中研究区的气象资料及试验成果可知,该地区水盐迁移具有明显的季节性:在未冻结期,春季干旱土体以蒸发作用为主,土中水分带动盐分向地表方向迁移,地表浅层土的含水率低,但盐分聚集;夏季多雨,以淋滤作用为主,水分带动盐分向下运移;在冻结期,受温度梯度的作用,盐分随水分向冻结锋面迁移。研究成果可为农安地区盐渍土水盐运移规律研究及道路翻浆的防治提供实验依据。     

Simulation of water allocation and salt movement in the root zone

This paper is concerned with the simulation of the water allocation and salt movement in the root zone of a particular crop. A mathematical model of four ordinary differential equations is developed. The model performs water balance and salt balance in unsaturated and saturated regions of the root zone. It is a lumped input and lumped parameter conceptual model, which considers the average soil moisture and salt concentration in the root zone. The equations are solved numerically over the time period of the growing season. Precipitation and irrigation water are treated as inputs.The analyzed results indicate that, for the shallow water table case, the water table elevation has an important effect on the soil moisture depletion dynamics of the unsaturated zone. An appreciable amount of water from the saturated zone is transferred through capillary rise to the unsaturated zone particularly in the case of sandy loam soils. It was found that the water table elevation varies significantly during the growing season.The salt movement simulation indicates a salt concentration build up in the unsaturated zone during the growing season. Contours of equal crop yield reduction as a function of the unsaturated zone initial salt concentration and the irrigation water salt concentration are obtained.The model was tested with data from the Mashtul Pilot Area in Egypt and its performance was satisfactory.     

辽河干流铁岭以上段橡胶坝与滩地生态蓄水工程设计

近年来辽河流域遭遇持续干旱,加之支流污染物不达标排放、滩地耕作农药、化肥污染,造成辽河上游水质污染严重,也危害到流域十分脆弱的生态环境。为改善辽河上游水质,枯水期通过橡胶坝拦蓄,在辽河干流通江口至清河口间形成较稳定的生态水面,将水流引至滩地上,结合工程措施营造滩地生态蓄水湿地,在湿地中栽植净化水质效果明显的水生植物,利用湿地生态系统进一步净化辽河水质。     

降水因素导致的水分亏缺对冬小麦产量影响的敏感期分析

降水是影响华北平原冬小麦产量的重要因子之一,该区域生长季降水无法满足冬小麦生长需求是造成粮食减产的主要因素。本研究设计不同降水情景,基于 CERES-Wheat 模型模拟不同水分亏缺情景下冬小麦生长发育过程,识别降水对冬小麦产量影响的关键期。研究发现: 不同持续时间的无降水对产量的影响存在较大差异,由 1 ～4 周不降水引起的水分亏缺对冬小麦造成的减产率范围为 3. 1% ～29. 7%。超过 2 周不降水引起的降水亏缺对冬小麦产量造成显著影响。播种－越冬期后期( 0～16 周) ,冬小麦不同生育阶段发生 1～4 周的无降水对减产率的影响差异较小; 从越冬期后期开始,1～4 周的的无降水造成的减产率差异显著增大。太行山山麓平原区、冀鲁豫低洼平原区、山东丘陵农林区在冬小麦生育期内存在三个较大的减产率峰值期,分别是越冬期后期、返青期前期、拔节－灌浆期。黄淮平原区在冬小麦生育期内存在两较大的减产率峰值区,分别在返青期、灌浆期周围。区域上不同持续时间的无降水造成的冬小麦减产率研究,能够为作物干旱影响评估和节水灌溉提供有益借鉴。     

A Water Budget Model for the Yun-Lin Plain,Taiwan

A water budget model is proposed to estimate the infiltration, runoff, evapotranspiration and recharge in vadose zone and apply to a case study. The instantaneous redistribution of infiltrated water is assumed to be uniform and a linear relationship between evapotranspiration and effective saturation is imposed. Infiltration is described by Philip's solution in conjunction with the time compression approximation method during rainfall. Runoff occurred when rainfall rate exceeds soil-infiltrating rate. The soil profile drainage was determined by evapotranspiration and recharge. Cumulative infiltration, runoff, evapotranspiration and recharge are estimated with different climate conditions and different soil hydraulic properties during simulating period. Analysis shows that initial effective saturation affects the estimated results in this water budget model in the short or mid-term simulations while not in long-term simulations. The climatic conditions of Yun-Lin plain area, Taiwan from 1991 to 1997 are used by referring to hydrological and hydrogeological parameters to provide the computational procedures of this study for estimating recharge. Results showed that the amount of annual recharge was affected by the amount of annual rainfall and soil properties.