利用柱状换土毛细作用提升地下水实现胡杨自我恢复的探索研究

土壤毛细水是植物可以吸收利用的水,针对塔里木河下游流域应急输水无法解决的单株胡杨土壤水分胁迫问题,提出柱状换土技术提升地下水,补给胡杨根系土层,实现胡杨自我恢复。本文通过室内竖管毛细水上升高度试验,分析不同颗粒级配土壤毛细水上升高度随时间的变化规律,孔隙结构对毛细水上升高度和速度的影响,并利用投影寻踪回归(PPR)仿真计算各粒组对土壤毛细水上升高度的影响。结果表明:①当大于0.05 mm颗粒含量越高时毛细水上升速度越快;0.05~0.005 mm颗粒含量越高时毛细水上升高度越高。②土壤毛细水上升过程中,大孔隙决定毛细水上升速度,小孔隙决定毛细水上升高度。③0.05~0.005 mm颗粒含量对土壤毛细水上升高度起决定作用,得出利于毛细水上升的土壤粒度成分最优组合为:小于0.005 mm颗粒含量为0%,0.05~0.005mm颗粒含量为65%,大于0.05 mm颗粒含量为35%。研究结果探明了塔河沿岸天然土壤的毛细水上升规律,丰富了土壤水动力学理论,为柱状换土技术用于胡杨的生态修复提供了理论依据。

塔里木河胡杨实现自我恢复的新方法探索

针对塔里木河下游地下水位下降造成的胡杨生长胁迫问题,采用柱状换土的方法实现胡杨自我恢复,通过粉土、砂土和粘土三种不同土质的室内竖管法毛细水上升试验,优选出毛细水上升高度高、速度快的土壤用作换土试验,由3粉土不同初始含水率和填筑干密度的毛细水上升对比试验,得出了适宜的换填参数。三组试验表明,各土质中粉土毛细作用最优,^(#)1-(#)4粉土和^(#)7粉细砂20d平均最大上升高度分别为169.5、164.1cm,满足胡杨生长胁迫水位差129cm要求;粒度成分中0.05~0.005mm颗粒含量是决定毛细水上升高度的关键粒组,该颗粒含量越高毛细水上升高度越高;^(#)3粉土作为换填土,当初始含水率分别为3%、8%时,干密度分别为1.50、1.55g/cm^(3)的柱状土毛细水上升效果最好。

粉煤灰掺量对改良沙漠土毛细水上升规律的影响分析

为探究粉煤灰掺量和初始含水率对改良沙漠土毛细水上升规律的影响,分别以粉煤灰掺量为0、10%、20%、30%、40%、50%和初始含水率为1%、2%、3%的18组试样进行毛细水上升试验,得到了改良沙漠土毛细水上升高度与时间的关系,并利用投影寻踪回归(PPR)分析了粉煤灰掺量和初始含水率的影响权重。结果表明:毛细水上升高度与时间呈幂函数关系,粉煤灰掺量和初始含水率的影响权重分别为1和0.18,粉煤灰掺量是影响改良沙漠土毛细水上升高度的主要因素,25 d粉煤灰掺量为40%的试样毛细水上升高度最大,为215.8 cm;初始含水率对试件毛细水上升高度影响相对较小。研究成果为柱状换土技术用于干旱区水分胁迫植物的自我恢复提供了理论依据。