膜孔灌肥液自由入渗硝态氮运移特性试验研究

以KNO3为入渗溶液,模拟研究了硝态氮在膜孔灌肥液自由入渗条件下的运移过程。结果表明,在湿润峰运移的范围内,沿着膜孔水平方向和垂直方向,硝态氮前锋运移速率受土壤含水量的影响较大,并随着土壤含水量的增加而增加;硝态氮前锋运移速率与运移距离有很好的相关性,并随着运移距离的增加呈幂函数衰减变化。硝态氮前锋浓度随着运移距离的增加而升高,其变化趋势呈指数曲线关系,且在湿润锋(土壤干湿交界)面上达到最大值;硝态氮前锋浓度随土壤含水量的增加呈幂函数递减,两者的相关系数也达到了极显著水平。

肥液浓度对单膜孔入渗NO_3^--N运移特性影响的室内试验研究

该文通过室内入渗试验,研究了不同浓度的单膜孔肥液入渗NO3--N的分布特性。研究表明:不同浓度的膜孔肥液入渗土壤NO3--N浓度的湿润锋运移距离与土壤水分运动的湿润锋一致;肥液浓度越大,相同入渗时间的NO3--N浓度锋运移距离越大,土壤剖面NO3--N浓度最大值越大,相同深度处土壤NO3--N浓度也越大。肥液入渗土壤NO3--N浓度分布特征与湿润体深度符合分段函数模型。供水入渗过程中,NO3--N浓度锋运移距离和浓度最大值均随时间的延长而增大;再分布过程中,NO3--N浓度锋运移距离继续增大,而NO3--N浓度最大值逐渐减小。

U形衬砌渠道冻胀机理与防渗技术研究

用薄壳结构理论分析U形衬砌渠道抗冻胀机理,认为在冻胀力作用下,U形砌体发生整体上抬时,不象梯形渠道在渠底中部沿渠道轴线方向和在两渠坡距渠坡底1/3处沿渠线方向各形成一条冻胀裂缝,U形衬砌渠道破坏的主要原因是受渠基土壤水分以及不良气象条件影响,同时与渠道走向及受力状态有关,所有这些将使衬砌体发生不均匀冻胀而破坏。依据水力最佳断面条件求解U形渠最佳断面参数,分析我国南北灌区的三种断面形式不同衬砌材料、不同结构形式及不同嵌缝材料的大中型U形衬砌渠道的设计及施工技术,认为在无冻害地区U形衬砌渠道具有良好的防渗性能,在冻胀量不超过5 cm的Ⅱ级基土冻胀性工程地区,在采取适当的防冻措施后,U形衬砌渠道仍然是一种完全适用的、良好的防渗方案。针对U形衬砌渠道目前存在的问题提出了今后应研究的方向。

膜孔单点源肥液入渗运移特性研究

通过单膜孔点源室内入渗试验,研究了膜孔肥液入渗的分布特性与运移规律。研究表明,膜孔肥液入渗湿润体土壤含水率比清水的大;分析了肥液入渗累积入渗量比清水入渗增加的机理;供水入渗过程中,浓度锋运移距离和浓度最大值均随时间的延长而增大;再分布过程中,浓度锋运移距离继续增大,而浓度最大值逐渐减小;膜孔肥液入渗土壤浓度与土壤含水量的关系在不同时间均近似于“S”型曲线。该研究成果为进一步进行膜孔灌溉技术研究奠定了科学基础。

膜孔肥液自由入渗土壤铵态氮运移和分布特性试验研究

通过室内膜孔肥液自由入渗试验,观测分析不同入渗时间和再分布过程中铵态氮运移和分布特性,结果表明:在肥液自由入渗过程中,铵态氮锋面运移滞后于土壤水分锋面,但土壤铵态氮含量和土壤含水率以膜孔为中心向外逐渐减小;在再分布初期,土壤铵态氮锋面和土壤水分锋面运移一致,土壤铵态氮含量和含水率以膜孔为中心向外逐渐减小,减小的速度变慢,但随着再分布时间延长,土壤铵态氮开始硝化成硝态氮,铵态氮含量减小,硝态氮含量增加。

膜孔灌夏玉米耗水特性和水分生产效率试验研究

通过测坑试验，研究了膜孔灌灌水频率和灌水量对夏玉米耗水量、产量和水分生产效率产生的影响。结果表明，拔节期和抽穗期是玉米需水的关键阶段；相同灌水频率时，耗水量随灌水量的增加而增大，相同灌水量时，耗水强度随灌水频率的增加而增大；玉米产量与玉米生育期总耗水量之间呈良好的抛物线关系；膜孔灌夏玉米产量和水分生产效率较佳的需水量是2546～3410 m3·hm-2；灌水条件相同时，玉米膜孔灌比常规畦灌的耗水量减少6．2％，水分生产效率提高23．3％，增产15．9％。

膜孔肥液单向交汇入渗特性及数学模型研究

通过室内入渗试验,分析了膜孔肥液单向交汇的入渗特性。在此基础上,根据已知试验资料,提出了Kostiakov模型、分段函数模型、减渗量模型和增渗率模型等4个膜孔肥液单向交汇入渗模型。Kostiakov模型建立的条件是膜孔肥液单向交汇入渗参数均为已知;分段函数模型建立的条件是膜孔肥液自由入渗和单向交汇入渗参数均为已知;减渗量模型建立的条件是膜孔肥液单向交汇入渗相对于膜孔肥液自由入渗的减渗量参数和膜孔肥液自由入渗参数已知;增渗率模型建立的条件是膜孔肥液单向交汇入渗相对膜孔清水单向交汇入渗增渗率和清水单向交汇入渗参数已知。模型验证表明,所提出的4个模型均为描述膜孔肥液单向交汇入渗的有效模型,其中分段函数模型的计算精度相对最高,Kostiakov模型、减渗量模型和增渗率模型稍次之。在实际应用中,可根据不同的已知资料情况加以选用。

肥液浓度对膜孔单向交汇入渗NO3^--N运移特性的影响

通过室内入渗试验,研究了不同浓度的膜孔肥液单向交汇入渗NO3--N的分布特性。研究表明,不同肥液浓度的膜孔入渗湿润体膜孔中心和交汇界面中心垂向土壤NO3--N的浓度锋运移距离与土壤水分运动的湿润锋一致;肥液浓度越大,相同入渗时间的NO3--N浓度锋运移距离越大,土壤NO3--N浓度最大值越大,相同深度处土壤NO3--N浓度也越大。建立了肥液交汇入渗湿润体膜孔中心和交汇界面中心垂向土壤NO3--N浓度分布特征与湿润体深度之间的分段函数模型,经实测资料验证表明,该模型精度较高。入渗供水过程中,NO3--N浓度锋运移距离和浓度最大值随时间的延长而增大;再分布过程中,NO3--N浓度前锋运移距离随时间延长而增大,而NO3--N浓度最大值逐渐减小。

施肥方式对膜孔点源入渗尿素转化特性的影响

通过室内入渗试验,研究了不同施肥方式对膜孔点源入渗尿素转化特性的影响。结果表明,不同施肥方式下尿素的转化规律基本一致,施肥5 d后土壤铵态氮达到最高峰,随后的10 d内迅速下降至土壤的本底值,而土壤硝态氮一直平稳升高,于施肥后15 d左右达到最大值。不同施肥方式下膜孔点源入渗土壤尿素转化后铵态氮和硝态氮的分布特征有明显的不同。灌施情况下土壤铵态氮含量和硝态氮含量沿着远离膜孔中心的方向逐渐减小;表施情况下土壤铵态氮和硝态氮含量集中分布在土壤表层以下7～15 cm的土层内;深施情况下土壤铵态氮和硝态氮含量集中分布在土壤表层5～17 cm的土层内。

膜孔灌条件下不同氮肥施用后的转化特性研究

通过室内入渗试验,研究了膜孔灌条件下不同氮肥的转化特性。结果表明,施入铵态氮肥后土壤铵态氮含量在膜孔中心垂向表层0～5.5 cm内变化,再分布15 d土壤铵态氮损失了68%,再分布20 d铵态氮基本完全转化;随再分布时间的延长,硝态氮的含量在土壤表层10 cm范围内逐渐增加,在10 cm以下,硝态氮的含量7 d前先增大再减小,7 d后一直增大。施入硝态氮肥后,硝态氮含量7 d内变化很小,7～10 d内明显减少,10 d以后减少缓慢。施入尿素后,土壤中铵态氮在5 d后达到峰值,20 d后下降至土壤的本底值;而土壤硝态氮一直平稳升高,于施肥20 d后达到最大值;土壤铵态氮含量和硝态氮含量均沿着远离膜孔中心的方向逐渐减小。

单膜孔肥液入渗影响因素试验研究

通过室内入渗试验,研究了单因素变化条件下单膜孔肥液入渗特性。结果表明,单位膜孔面积的累积入渗量随着膜孔面积的增大而减小;土壤初始含水率越大,累积入渗量越大;土壤容重越大,累积入渗量越小;土壤的黏粒含量越高,土壤入渗能力越小;随肥液浓度的增加,入渗量增大。不同影响因素的单膜孔肥液累积入渗量均符合Kostiakov模型。建立了由垂直一维入渗参数来确定单膜孔肥液入渗参数的数学模型以及由清水入渗参数和肥液浓度推求不同浓度的肥液入渗量的数学模型。该成果为进行膜孔灌施肥技术研究奠定了理论基础。

膜孔肥液多向交汇入渗土壤硝态氮运移特性试验研究

通过室内试验,研究了相同供水条件下不同取土时间的土壤NO_3^--N在湿润体剖面的分布及运移特性。结果表明:在供水入渗阶段,土壤NO_3^--N浓度的最大值出现在土壤表层;土壤NO_3^--N浓度锋运移距离和最大值随时间的延长而增大。供水停止时,随着与膜孔中心距离的增加,土壤NO_3^--N含量逐渐减少;膜孔中心两侧的湿润面在土体表层12 cm范围内NO_3^--N含量变化梯度较小,湿润锋处的土壤NO_3^--N含量变化梯度较大;先交汇中心界面的NO_3^--N含量比后交汇中心界面的NO_3^--N含量稍大;土壤垂向含水率在土壤表层10 cm范围内相差较小,且分布均匀;在10 cm以下变化梯度较大,各中心垂向土壤含水率的变化梯度为:ab>DC>AB;垂向土壤NO_3^--N含量在表层8 cm范围内相差较小,且分布均匀;810 cm范围内,后交汇中心ab的土壤NO_3^--N含量比AB和DC中心的稍小;10 cm以下的土壤NO_3^--N含量变化梯度为:ab>DC>AB。进入再分布阶段,土壤NO_3^--N浓度锋运移距离随时间继续延长,湿润土体内NO_3^--N浓度的分布逐渐均匀;随时间的延长,土壤剖面NO_3^--N浓度的最大值逐渐减小,且位置逐渐向下迁移。说明对于灌水定额较小的膜孔肥液多向交汇入渗,NO_3^--N主要存在于土壤表层,对地下水造成污染的可能性较小。

单点源肥液入渗尿素的运移转化特性研究

通过室内入渗试验,研究了单膜孔入渗条件下尿素的运移与转化特性。结果表明:溶质运移的对流机理是尿素分子运移的主要机制。土壤胶体对尿素分子的吸附作用表现为尿素在膜孔中心附近范围内的含量较高。施肥5d后土壤铵态氮达到最高峰,随后的10d内迅速下降至土壤的本底值;而土壤硝态氮一直平稳升高,于施肥后15d达到高峰值。该成果为进行膜孔灌施肥技术研究奠定了理论基础。

1971年～2011年河西走廊最大风速变化特征

通过对河西走廊14个气象站41年来的最大风速进行Morlet小波周期分析和Mann—Kendall突变检测,结果显示:马鬃山、乌鞘岭气象站对河西走廊整体大风状况具有代表性,风速近41年来趋于平衡,变化范围在1 m/s之内;河西走廊内部气象站的平均风速都有所下降,范围在1.5~3.0 m/s,部分气象站最大风速下降范围在5.0~10 m/s;河西走廊的最大风速呈以28~29年为主周期、8~12年为次周期的正弦曲线变化,主周期自1971年以来经历了小—大—小—大—小的能量循环变化;走廊内部气象站的最大风速在1980年以后出现明显突变,并呈下降的变化趋势。

软岩卸荷流变及非线性本构模型研究

为模拟隧洞开挖过程中围岩应力调整所产生的问题,对贵州某电站引水隧洞泥质粉砂岩进行了恒定轴压下的围压卸荷试验。结果表明:在一定偏应力的影响下,试样表现出了明显的流变力学特性;降低围压时,随着偏应力增大,试样轴向变形速率每级增长幅度在11%~34%之间,横向变形速率每级增长幅度在8%~27%之间,表明围压卸荷能够减弱对岩石内部颗粒滑移的束缚,从而增大变形速率。在三维Burgers模型的基础上,通过引入流变加速阶段的损伤修正系数,建立了软岩非线性阶段的本构模型,并与试验结果进行拟合分析,发现该模型能够很好地反映流变非线性阶段。

河西走廊某750kV变电站暴雨参数取值及合理性分析

由于站址所处山区小流域无实测水文资料,该区域境内自动雨量站均处在河西走廊内部,因海拔差异,雨量站无法直接应用于变电站工程。本文分析了该区域内的暴雨特性,绘制了该区域内短历时暴雨-高程相关线,同时结合当地暴雨图集,确定了该小流域暴雨中心历年各时段最大暴雨均值。

陇南碎石土边坡上输电线路铁塔合理位置的确定

结合甘肃省陇南市某输电线路工程实例，分析了铁塔合理位置的影响因素，运用理正岩土计算软件，采用极限平衡分析法，计算碎石土坡在不同坡度和铁塔荷栽下的安全系数。结果表明：在满足安全系数1．25时，天然状态下边坡的稳定坡度是39．3°；坡高从9m增至11m时，安全坡度从31．1°减至29．2°；坡高从11m增至18m时，安全坡度从29．2°增至39．2°；当坡高达到19m时．铁塔对边坡的稳定性不产生影响，安全坡度达到天然状态的39．3°；当坡高大于20m时，铁塔对边坡稳定性的影响可忽略不计。在铁塔200kPa荷载作用下，从坡脚至坡顶，边坡内部的切应力比天然状态下可增大35．27％-93．10％；在坡顶，切应力比天然状态最多可增大122．20％。

甘肃陇南某输电线路覆冰事故微地形影响分析

本文依据甘肃陇南某输电线路冰灾现场收集的实测冰重和基本气象资料,分析了覆冰发生的天气过程和微地形对线路覆冰的影响,为陇南地区微地形区输电线路设计冰厚取值和冰区划分提供参考依据。

西藏双湖某输电线路沿线多年冻土特征分析

藏北高原的双湖地区平均海拔超过5000 m,该地区分布有岛状中纬度高海拔多年冻土,由于区内工程建设少,气候条件恶劣,对该地区多年冻土研究极少。通过大量现场调查、钻探、室内试验等研究表明:该区域多年冻土常分布于丘间凹地及平原地势较低处,岩芯中可见凝冰,冻土含冰量与地形、地下水、地表植被有一定关系。同时该地区多年冻土上限一般在2.0~2.8 m,冻土总含水率最高可达到58.2%,冻土工程特征与引起的地质灾害对工程建设具有很大的危害。因此,在工程建设过程中应合理优化选址、选取合理的基础形式、并配合必要的工程措施确保工程安全。

石羊河流域盆地地下水动态变化特征分析

恢复地下水位,是石羊河流域生态修复的关键。文中根据2003-2017年石羊河流域水资源监测、调查资料,应用统计分析方法和Arc GIS软件,研究石羊河流域治理以来地下水动态变化特征,评估流域治理效果。分析表明,石羊河流域地下水位年内变化呈季节性波动,并因地区而异。青土湖年内水位变化缓慢,年末水位较高;民勤-武威盆地波动较大,夏秋降幅较深;金川-永昌盆地春季水位较高,治理后水位降低,波动减小。流域治理以来,青土湖地下水位持续回升,中游凉州-民勤盆地止跌回升,金川-永昌盆地连年下降并趋于稳定。石羊河流域地下水动态是气候因素和人类活动共同影响的结果,其中,流域水资源统一管理对地下水动态具有重大影响。目前,流域大部分地区的地下水位还没有回升到天然植被正常生长的埋深要求,应继续做好流域后续治理。