Salt-Water Dynamics in Soils: Ⅰ. Salt-Water Dynamics in Unsaturated Soils Under Stable Evaporation Condition

A long term simulation test on salt-water dynamics in unsaturated soils with different groundwater depths and soil texture profiles under stable evaporation condition was conducted.Salinity sensors and tensiometers were used to monitor salt and water variation in soils.The experiment revealed that in the process of fresh groundwater moving upwards by capillary rise in the column,the salts in subsoil were brought upwards and accumulated in the surface soil,and consequently the salinization of surface soil took place.The rate of salt accumulation is determined mainly by the volume of capillary water flow and the conditions of salts contained in the soil profile.Water flux in soils decreased obviously when groundwater depths fell below 1.5m.When there was an interbedded clay layer 30cm in thickness in the silty loam soil profile or a clay layer 100cm in thickness at the top layer,the water flux was 3-5 times less than in the soil profile of homogeneous silty loam soil.Therefore,the rate of salt accumulation was decreased and the effect of variation of groundwater depth on the water flux in soils was weakened comparatively.If there was precipitation or irrigation supplying water to the soil,the groundwater could rarely take a direct part in the process of salt accumulation in surface soil,especially,in soil profiles with an interbedded stratum or a clayey surface soil layer.

覆砂对土壤入渗、蒸发和盐分迁移的影响

探讨覆砂厚度对土壤水分入渗、蒸发、盐分迁移的影响,对新疆干旱区农田抑盐、保水及合理的覆砂制度制定具有重要意义。本文采用定水头法入渗和模拟稳定蒸发条件,研究覆砂厚度对土壤水分入渗、蒸发过程以及盐分迁移的影响。以覆砂厚度为影响因子,在土壤表层设置4个厚度,分别是0(对照)、1.7、3.6、5.7 cm。研究结果表明:(1)覆砂抑制了土壤水分净入渗能力,这一抑制作用随着覆砂厚度增加而减弱;(2)覆砂可以显著抑制土壤蒸发,随着覆砂厚度的增加抑制力增大。在20天蒸发过程中,覆砂处理蒸发呈稳定态势,且累积蒸发量符合线性方程,而对照符合Rose经验公式;(3)覆砂可以改变土壤盐分在剖面中的运移,尤其减弱了盐分的表聚。总之,覆砂显著地抑制了土壤蒸发和盐分表聚,即在覆砂厚1.7 cm上就可达显著效果,但对土壤的净入渗能力具有抑制作用。

潜水蒸发条件下不同棉秆隔层埋深对土壤盐分时空分布的影响

【目的】探寻适宜的棉秆隔层埋深,以降低土壤盐分积累。【方法】以南疆膜下滴灌棉田盐渍化土壤为材料,采用室内土柱试验,开展不同地下水埋深(1.0、1.5 m和2.0 m)与棉秆隔层埋深(15、30、45 cm和60 cm)二因素随机区组试验研究,分析了土壤剖面盐分时空分布规律和积盐过程,通过方差分析和曲线回归明确了地下水埋深、棉秆隔层和潜水累计蒸发量对土壤盐分时空分布特征。【结果】①累计蒸发量和日均蒸发强度均随地下水埋深的增加而减小,1.0、1.5 m和2.0 m地下水埋深日均蒸发强度为1.73、1.12 mm/d和0.49 mm/d。棉秆隔层对土壤水分蒸发起到一定的抑制作用,以棉秆埋深15 cm阻减蒸发作用明显,而棉秆埋深30 cm累计蒸发量和蒸发强度均大于其他棉秆埋深。②潜水蒸发使盐分出现表聚,耕作层0~30 cm盐分表聚量随地下水埋深增加而降低,1.0、1.5 m和2.0 m地下水埋深耕作层0~30 cm日均积盐量分别为0.031、0.012 g/kg和0.004 g/kg。棉秆隔层阻盐作用主要表现在前期,土壤15 cm处设置棉秆隔层对耕作层0~30 cm阻盐效果最好,地下水1.0、1.5 m和2.0 m棉秆埋深15 cm日均积盐量分别是棉秆埋深30、45、60 cm的71.25%、87.15%和90.58%;41.91%、37.85%和34.90%;20.45%、26.63%和33.33%。③土壤积盐量随潜水累计蒸发量增加而增加。耕作层0~30 cm土壤积盐量与累计蒸发量关系可用线性关系描述。【结论】潜水累计蒸发量和蒸发强度随地下水埋深增加均减小;不同地下水埋深棉秆隔层设置在15 cm对耕作层0~30 cm阻盐效果最好;不同秸秆埋设深度均可降低盐分积累。

干旱区膜下滴灌条件下膜孔蒸发特征研究

模拟不同覆膜开孔率下的蒸发试验,研究了蒸发过程中不同覆膜开孔率下土体湿润锋及水盐运移情况的动态分布特征。结果表明:随蒸发历时的延长垂直湿润距离增大,在蒸发1 d后垂直湿润距离的增加量最大,蒸发结束时随覆膜开孔率的增大垂直湿润距离减小;随蒸发历时的延长土体剖面内的含水量在减小,表层减小最快,剖面底部边侧含水量有所增加;盐分则呈现向表层和底部范围增加,剖面中部的含盐量相对减小的动态变化;蒸发结束时土体剖面上同一位置处含水量随开孔率的增大在减小,盐分则表现随开孔率增加表层返盐明显,土体剖面中下部的盐分向远离滴头的斜下方运移,在湿润锋处聚集。而各覆膜开孔率下累积蒸发量与蒸发时间的开平方呈线性关系,累积蒸发量的增量与开孔率呈幂函数关系。

盐池北部高氟地下水的分布规律及其影响因素

随着宁东能源化工基地的建设,对能源基地后备区集中供水水源地地下水水质的研究显得极为迫切和必要。利用盐池县北部不同深度86件地下水样品氟含量测试结果,探讨了高氟地下水的空间分布规律,结合地形地貌、地层岩性、水文地质条件和水化学特征对高氟地下水分布的影响因素进行了分析。结果表明,高氟地下水的平面分布受地形地貌控制,即汇水洼地和基岩梁岗的地下水氟含量高,风积沙带的氟含量低;在垂向上,受地下水循环更替速率影响,第四系风积砂和环河组100～200m地下水的氟含量较低;白垩系环河组砂泥岩中氟含量较高是高氟地下水的直接原因,四周封闭的洼地地貌形成强烈的蒸发积盐环境,是大面积高氟地下水形成的主要原因;弱碱性、高TDS和SO4·Cl-Na型水等水化学特征,有利于地下水中氟的富集。

秸秆深埋结合地膜覆盖土壤水盐运移模拟试验研究

[目的]探究滨海地区盐渍土在春秋季节强烈返盐问题的治理方法。[方法]通过室内土柱模拟实验,研究了覆膜和秸秆深埋对盐碱土水分入渗、蒸发及水盐运移特性的影响。[结果]淋洗入渗阶段,秸秆深埋可减缓水分入渗速度,优化耕层水盐分布,在提高耕层土壤含水率的同时增强了淋盐效果。潜水蒸发阶段,各处理均能抑制潜水蒸发,秸秆深埋整体抑蒸效果和控盐效果均优于土表覆膜,但蒸发结束后,覆膜处理浅层0~30cm土层土壤的含水率较其他未覆膜处理提高了11.74%~59.91%。[结论]秸秆深埋与覆膜相结合的处理体现了较优的保水控盐效果,可在滨海区农业生产中进行推广应用。

裸地蒸发过程土壤盐分运移的实验及数值模拟研究

本文利用农田灌溉研究所洪门试验场地中渗透仪,对不同地下水埋深条件下裸地蒸发过程粉砂壤土的盐分运移进行了实验及数值模拟研究。结果表明,对于三种地下水埋深,即150cm、200cm和250cm,在无降雨裸地蒸发情况下,表层积盐均不明显;但在有小水量降雨和裸地蒸发情况下,地下水埋深为150cm的表层积盐强烈。地下水埋深为200cm及250cm的表层土壤虽有积盐,但积盐量较小,这种积盐主要是上层土壤中盐分的重新分布。

不同有机肥用量对滨海盐渍土盐分表聚性及物理性状的影响

为探究不同有机肥施用量对滨海盐渍土盐分表聚性及物理性状的影响,以东营市利津县滨海盐渍土为研究对象,通过大田试验,分析0、15、30、45、75t/hm^2有机肥施用量对盐渍土盐分表聚量、土壤蒸发速率、容重、孔隙度、含水率等指标的影响及其之间的相关性。结果表明:在重度盐渍化土和盐土条件下,有机肥施用量分别为45t/hm^2和75t/hm^2时对土壤盐分表聚量降低最显著,降低幅度分别为5.69%和13.02%;各有机肥处理较不施有机肥(对照)土壤蒸发速率降低范围分别为12.20%~31.05%和12.43%~30.32%。在重度盐渍化土中,有机肥施用量45t/hm^2对土壤物理性状改善作用最显著,土壤容重降低9.85%,土壤孔隙度和含水率分别提高16.06%和14.44%;在盐土中,有机肥施用量75t/hm^2对土壤物理性状改善作用最显著,土壤容重降低31.00%,土壤孔隙度和含水率分别提高30.63%和33.03%;土壤容重和盐分表聚量之间呈显著正相关,土壤孔隙度与盐分表聚量之间呈极显著负相关。

成都某填埋场反渗透浓缩液浸没燃烧蒸发技术应用

反渗透浓缩液作为膜达标产水后富集物,其溶解性总固体和总氮含量高,基本不具备生物处理条件,一直是渗滤液处理的难点,目前国内的处理方式主要为回喷/回灌和蒸发。成都某填埋场浓缩液处理系统采用浸没燃烧蒸发工艺全量处理反渗透浓缩液,利用高温烟气与反渗透浓缩液直接换热缓解系统结垢,通过控制pH和温度等反应条件,解决盐分在渗滤液系统内积累的问题,促进系统的稳定良性运转,蒸发产生的蒸汽冷凝后产水水质达标,另设置反渗透系统作进一步保障。该项目出水水质满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)的表2标准。采用厌氧沼气和天然气作为能源,整体自动化程度高,运行稳定,出水水质达标。以产水量计,电耗<45 kW·h/m^(3)、天然气消耗量约82m^(3)/m^(3).

干旱区高盐度潜水蒸发条件下土壤积盐规律分析

为分析干旱区高盐度潜水蒸发条件下土壤中盐分积累规律,利用室外土柱模拟试验开展了不同TDS(Total Dissolved Solids)(30和100 g/L)、不同包气带质地(细砂和粉质黏土)和不同潜水埋深(0.5、1.0和3.0 m)的高盐度潜水蒸发条件下分层土壤盐分的监测工作。通过对各个土柱不同深度7次取样得到的土壤平均含盐量数据分析表明:高盐度潜水蒸发条件下,潜水埋深越浅,土壤剖面上相同深度范围内的含盐量就越大;在其他条件一定时,包气带质地为粉质黏土的土壤剖面含盐量大于包气带质地为细砂的土壤剖面含盐量;由于黏性土的膜效应和土壤中积盐对土壤孔隙的填充作用,导致粉质黏土土柱上层的土壤含盐量表现为潜水TDS为30 g/L的大于潜水TDS为100 g/L的,在土柱下层的土壤含盐量表现为潜水TDS为30 g/L的小于潜水TDS为100 g/L的;由于TDS升高对毛细水的重力和土体结构的改变,随着潜水TDS的升高,粉质黏土土壤剖面上出现局部积盐深度下移的趋势。

极端干旱区咸水灌溉下流沙压埋的减蒸抑盐效应

塔克拉玛干沙漠公路防护林采用2.58～29.70g·L^-1高矿化度地下水滴灌，流沙压埋和水盐胁迫均是其面临的主要问题.探讨流沙压埋对土壤水分蒸发、盐分表聚及其分布的影响，对节水抑盐和指导干旱沙区水土资源的合理利用具有重要意义.采用微型蒸发器（MLS）研究了不同厚度沙埋下土壤蒸发及其水盐动态，并采用田间控制试验研究了滴管带不同厚度流沙压埋下土壤水盐分布状况.结果表明：1～5cm沙埋下，MLS土壤日蒸发量和累积蒸发量均随沙埋厚度的增加而逐渐降低，累积蒸发量比对照降低2.5％～13.7％，土壤水分蒸发抑制效率随着沙埋厚度的增加而增高，1～5cm厚度的沙埋蒸发抑制效率达16.7％～79.0％，流沙压埋界面以下土壤最终含水量随沙埋厚度的增加而增大，比对照增加2.5％～13.7％.随着沙埋厚度的增加，MLS内流沙表层电导率逐渐降低，分别降低1.19～6.00mS·cm^-1，而压埋界面以下土壤盐分含量逐渐增加，且流沙表层盐分的变幅大于压埋界面以下土层.成水滴灌条件下，流沙压埋界面以下土壤含水量随着压埋厚度的增加而增大，分别增加0.4％～2.0％；流沙表层积盐量随着流沙压埋厚度的增加呈先增后减的趋势，流沙压埋厚度为10cm时最高，电导率达7.77mS·cm^-1，流沙压埋界面以下土层含盐量均远低于流沙浅层，35cm可作为节水抑盐的临界流沙压埋厚度.流沙压埋对土壤水分蒸发和盐分表聚抑制作用极为明显，在干旱沙漠区，可以利用流沙压埋这一自然灾害，达到减蒸抑盐、变害为利的目的.