密度驱动条件下饱和介质盐分迁移规律

为探究一维饱和介质中考虑密度驱动条件下的盐分迁移规律,在室内开展了从土柱顶端释放NaCl盐溶液的密度驱动下盐分迁移试验,结果表明:浓度为100 g/L的盐溶液从顶部释放后仅720 min土柱底部浓度即达到最大值;土柱顶部释放的盐分浓度越高密度驱动效果越明显,迁移到土柱底部(深度70~100 cm)的盐分含量占比越高;释放盐分浓度为6、12、40、60、100、150 g/L时底部盐分含量占比分别为33.3%、36.7%、38.0%、40.0%、40.2%、47.1%。为对比密度驱动和浓度弥散作用下的盐分迁移规律差异,开展了从土柱底部释放高浓度盐溶液的反向弥散试验,结果表明:试验期内密度驱动对盐分迁移的影响效果远大于浓度弥散作用,试验进行30 d后弥散作用仅对土柱底部20 cm范围内的浓度分布产生影响;底部释放盐分浓度越高,向上的弥散通量越大,但对浓度的重分布影响不明显,浓度为6、40、60、100 g/L的NaCl溶液试验进行15 d后土柱底部20 cm范围内含盐量占比依次增大,分别为37.5%、62.4%、72.7%、82.7%。该研究量化分析了在密度驱动和弥散作用下盐分的迁移规律,可为干旱灌区盐分平衡规律的研究提供一定的理论依据。

冰水相变过程中盐分迁移现象及其对融冰泄漏电流的影响

2008年中国南方地区遭受历史罕见的覆冰灾害,绝缘子在低温高湿环境下的覆冰闪络成为电力系统中的频发事故。基于低温下高锰酸钾溶液的冷凝实验可知,冰水相变过程中盐分会发生迁移,过冷却水的凝结由底层向表层逐步发展。洁净绝缘子盐分迁移实验表明,融冰水电导率接近于覆冰水电导率的1.5～2.5倍,冷凝速度愈慢,盐分迁移现象愈明显;表面污秽主要影响底层冰融冰水的电导率,而对表层冰的影响较小。由110 kV全尺寸玻璃绝缘子覆冰闪络实验可知,污秽的存在会造成融冰路径的变化,底层冰由于具有较高的含盐量而首先融化,与洁净绝缘子相比,染污0.1 mg/cm2的试品泄漏电流在20mA以上的维持时间提高了2.86倍。结果表明:冰水相变前盐分的迁移会改变冰层中的盐分分布状态,引起融冰过程中泄漏电流的升高,这是造成覆冰闪络电压降低的重要原因。

大型水源地开采地下水导致的盐分迁移和污染

以河南省新乡市为例,通过分析地下水渗流、水化学和同位素的时空特征,对大型水源地长期开采地下水所导致的溶质迁移进行了研究。研究表明,大型水源地长期集中开采地下水,形成了较大面积和较深的地下水位降落漏斗,改变了地下水自北部山前冲洪积斜地向南部的冲积平原渗流的运动格局,地下水中盐分和污染物随着地下水渗流而迁移,北部污染严重的地下水和南部微咸水都向漏斗区运移。因此,双向迁移的结果,使得水源地附近水质变差,污染程度加重。

地下水位上升条件下磷石膏改良剂对土壤盐分迁移的影响

采用室内土柱法,模拟研究了地下水位上升条件下不同用量磷石膏改良剂对4个地区(金昌、靖远、瓜州、新疆)盐渍化土壤盐分离子向上迁移的影响。结果表明:在地下水位上升条件下,不同用量磷石膏改良剂对4个地区盐渍化土壤盐分离子迁移的影响不同,对硫酸盐-氯化物壤土和氯化物-硫酸盐砂质壤土,施用不同用量的磷石膏改良剂可以显著影响水溶性Na+的向上迁移;对硫酸盐-氯化物壤土,施用改良剂6 000,12 000kg/hm2,对土壤中水溶性Ca2+和SO2-4的向上迁移有显著影响;对氯化物粘壤土,施用不同用量的磷石膏改良剂可显著影响盐分、水溶性Na+和SO2-4的向上迁移。

稳定流场中饱和均质土壤盐分迁移的传递函数解

通过对淹灌条件下砂质壤土的盐水入渗试验，以传递函数模型作为数学模拟的工具，探讨了对流占优运移机制下土壤盐分的迁移特征，得到了盐分在４５ｃｍ土层的迁移时间概率分布函数与迁移时间概率密度函数及土壤盐分平均孔隙流速和水动力弥散系数，进行了盐分出流过程的数学模拟，同时对描述稳定流场中土壤盐分对流迁移特征的有关参量进行了初步分析。

农田排水沟水体与底泥中盐分迁移研究

基于陕西卤泊滩农田排水沟底泥盐分年内跟踪监测数据,探讨试验区排水沟底泥盐分的迁移特性和分布情况。研究结果表明:当前条件下研究区排水沟底泥盐分沿着水流汇集的方向和底泥层深度方向均有一定的累积,对流和水动力弥散是排水沟底泥盐分运动的主要机制;沟底泥盐分含量与水体水量呈负相关关系,而与水体盐分含量呈良好的正相关关系,且相关系数达到0.93;水体水量的变化是引起其本身和底泥盐分含量变化的主要因素。

温度梯度下土壤盐分迁移过程的数值模拟

初步建立温度梯度下非饱和土壤水-汽-盐迁移过程的数学模型,并进行数值求解。结果表明,随着加热时间延长,土壤盐分浓度会在热端附近出现明显聚集,甚至超出饱和浓度而发生结晶析出,而冷端土壤的水-汽-盐耦合现象并不明显,其中温度场变化可以忽略,盐分浓度因水分迁移而略微下降。随着冷热端温度梯度的增加,土壤盐分向冷端扩散的距离越远,且由于浓度逐渐被沿程稀释,盐分出现结晶的区间宽度呈减小趋势。随着土壤初始盐分浓度增加,上述的盐分聚集现象呈增强趋势。当土壤初始含水量接近饱和或干燥状态时,盐分浓度场变化相对较弱,而当非饱和土壤中水蒸气扩散强烈时,土壤盐分浓度场变化十分剧烈。

焉耆盆地水文循环与盐分迁移特征

20世纪50年代以来,土地开发和农业发展改变了焉耆盆地天然条件下有序的水盐运移模式,导致灌区土壤次生盐渍化、博斯腾湖水环境恶化。在分析该区水文循环系统的基础上探讨了水文循环模式、天然条件下盐分迁移与人类活动影响下区域、剖面源到汇的盐分迁移规律以及盆地内不同层次的盐分均衡,并提出了该区土壤盐渍化治理、博斯腾湖湖水环境改善归根结底是调控盆地内的盐分时空分布,认为水资源的合理配置是实现盐分区域调控的主要途径。

冻结过程中的盐分迁移及其与土壤盐渍化的关系

在粘性土开放性及封闭性单向冻结过程中,盐分向土的正冻部分迁移,从而使土柱的冻结部分盐渍化程度较冻前增高;在水溶液及良渗透性土冻结时,情况正相反。在确定季节冻结区盐渍土地段的灌溉制度时应考虑到这一规律。

有机物料对苏打盐渍土物理特性及盐分迁移的影响

本文通过利用草木犀等有机物料处理苏打盐渍土的一系列盆栽及淋盐模拟试验研究,对苏打盐渍土在有机物料作用下其物理性状的改变及其盐分迁移特点等进行了探讨。研究了苏打盐渍土物理性状的变化特点及与盐分迁移的相互关系。研究结果表明,有机物料提高了高粒级的土壤微团聚体,改善土壤通透性。有机物料能促进土壤盐分淋移,各种离子的迁移速率也不同,阳离子中以Na^+迁移速率及淋出量最大。在阴离子中HCO_3^-—淋出量最大,而C_3^-的淋移速率最低。土壤结构等的改变是一综合因素作用的结果。

滨海盐碱地土壤盐分迁移与小麦玉米周年生长管理

滨海盐碱地土壤盐分随季节存在周年变化规律,雨季盐分下移,旱季盐分随水分蒸发在地表富集。在土壤盐分低于0.3%的地块能够进行小麦、玉米种植。以山东滨州地区盐碱地作为研究对象,在分析该地区多年降雨规律和土壤盐分迁移规律的基础上,针对小麦和玉米生产,探讨滨海盐碱地生产管理措施和技术方案。探索滨海中度盐碱地块(盐分在0.2%~0.5%之间),通过选择耐盐碱品种、适宜的耕种方式、合理的肥料施用方案,以及有效的压盐排碱措施,开展小麦、玉米周年生产的技术方案和综合利用方法。

盐渍化土壤剖面盐分与养分分布特征及盐分迁移估算

针对盐渍化灌区土壤盐渍化问题,以内蒙古河套灌区下游乌拉特灌域为研究区,通过野外实测与室内试验分析结合,采用冗余分析法探讨了盐渍化改良耕地与荒地春季(4月)和秋季(10月)根层土壤(0~20 cm、20~40 cm)盐分离子与全盐、pH值、养分之间的相关关系,明确了其变化特征与数量关系,并估算了试验区改良耕地和荒地间1 m土体的盐分迁移量。结果表明,改良耕地与荒地土壤阴离子均以Cl^(-)为主,分别占阴离子总量的45.27%、58.78%,阳离子以Na^(+)为主,分别占阳离子总量的60.67%、53.94%。荒地平均全盐含量超过7.0 g/kg,土壤盐渍化程度较重。冗余分析表明,改良耕地土壤全盐含量起主导作用的是SO_(4)^(2-)、Cl^(-)、Ca^(2+),荒地土壤全盐含量起主导作用的是Cl^(-)、Mg^(2+)、Na^(+)。土壤pH值变化与HCO_(3)^(-)有着密切的关系。改良耕地有效磷与Na^(+)呈显著负相关(P<0.05),荒地速效钾与K^(+)呈显著正相关(P<0.05),有效磷与Na^(+)显著负相关(P<0.05);在前2个排序轴中,改良耕地研究对象与环境关系的变量累积百分比分别为71.38%、71.65%,荒地研究对象与环境关系的变量累积百分比分别为89.02%、89.16%,反映出改良耕地与荒地各自的研究对象与环境变量之间的线性关系。改良耕地中Na^(+)对全盐、pH值、土壤养分的影响最大,其次是Ca^(2+);荒地中Na^(+)对全盐、pH值、土壤养分的影响最大,其次是K+。在作物一个生育周期内,荒地1 m土体中积盐量939842 kg/hm^(2)。地下水补给将盐分带到土壤中,占盐分积累量的70.06%,灌溉期改良耕地地下水迁移给荒地的盐分集中在60~100 cm土体中,占积盐量的22.83%,改良耕地水平渗透给荒地的盐量占积盐量7.11%。

河套灌区不同地类盐分迁移估算及与地下水埋深的关系

针对河套灌区引水量逐年减少、输入灌区的盐分无法有效排出、仅能在灌区内部重新分配的现状,以河套灌区耕地-荒地-海子为研究对象,通过野外实测和室内试验分析相结合,基于地质统计学、溶质动力学理论,研究了耕地-荒地-海子系统土壤剖面、不同土层盐分和地下水盐分的时空变化特征,定量估算了不同时期的盐分变化,揭示了系统盐分的表观平衡,分析了地下水埋深对土壤盐分的影响。结果表明:在耕地-荒地-海子系统中,灌溉期,耕地大量盐分随地下水迁移到荒地,秋浇前荒地含盐量是耕地的2倍,秋浇后荒地脱盐量是耕地的3倍。整个生育期耕地1 m土体盐分通过灌溉期淋洗,积盐率仍为56%,秋浇后盐分没有完全排出,脱盐率为44%,土壤深层有轻微积盐现象;荒地1 m土体积盐率为63%,秋浇后脱盐率为62%,荒地盐分全年基本保持平衡。地下水和海子盐分时空分布呈条带状,存在较强的空间相似性,海子是系统的储盐区。应采取有效措施将灌区目前地下水埋深降低0.2 m,研究区地下水埋深控制在1.7~2.3 m之间更佳。在生育期(5月15日—9月15日),荒地1 m土体积盐量为377705 kg/hm^2。地下水补给荒地20~100 cm土壤盐量为17985 kg/hm^2,占积盐量的5%;0~20 cm土壤盐量增加202395 kg/hm^2,占积盐量的54%;耕地地下水迁移给荒地深层土壤盐量为114015 kg/hm^2,占积盐量的30%;耕地水平渗透给荒地的盐量为43305 kg/hm^2,占积盐量11%。本研究可为灌区水盐运移提供理论依据。

南疆盐渍土路基盐分迁移特性及阻盐技术研究

为研究南疆盐渍土地区城市道路在工后运营过程中路基盐分运移特性,依托阿拉尔市军垦大道延伸段工程,选取有代表性的试验路段,进行了自然环境条件下路基盐分迁移长期监测试验。基于实测数据,分析了盐分渗入路基路面的途径,提出了相应的隔断措施。试验结果表明:在横断面方向,即同一埋深不同水平距离位置的盐分由路两侧向路中心逐渐迁移,最后达到一种动态平衡;在竖直方向,即同一水平距离不同埋深位置的盐分由下向上迁移,并且在不同材料分界处出现聚盐区域。自上而下依次为,第一层处于级配砾石下基层中,第二层处于天然级配砂砾垫层中,第三层处于路基土上路床中。为此,提出双向截盐控盐的隔断措施,并通过ANSYS进行数值模拟,即在道路两侧与林带之间设置混凝土挡水墙阻断林带水携盐渗入路面结构层,在路基土顶面采用风积沙隔断层抑制毛细水携盐渗入路面结构层。

长江河口地区土壤盐分迁移系数模型研究

通过室内盐分淋洗试验,定期测定剖面电导率,并引入盐分迁移系数K,将土柱分为11个稳定流场,根据物质守恒定律,推导室内土柱盐分迁移系数模型,并利用1stOpt软件进行模型拟合。结果表明,稳定流场条件下,长江河口地区0~40cm土壤逐步脱盐,40~130cm土壤先积盐再脱盐,130~220cm土壤逐步积盐。盐分迁移系数模型拟合相关系数为0.977,决定系数为0.954,均方差为0.039,残差平方和为0.221,可以用来定量描述土壤盐分在稳定流场中的运移变化规律。

不同灌溉施肥方式对马铃薯产量及土壤盐分迁移的影响

[目的]研究不同灌溉方式、施肥方式对马铃薯产量及耕层土壤水溶性盐迁移的影响。[方法]通过田间试验和土壤检测,分析水溶性盐分在土壤中的移动规律。[结果]漫灌处理,4层土壤总水溶性盐总量从上到下依次递增,各层土壤水溶性盐量漫灌施肥处理均高于漫灌不施肥处理；滴灌的2个处理,0-60 cm水溶性盐总量从上到下依次递增,60-100 cm明显降低；土壤各层水溶性盐总量滴灌基施均高于滴灌追施；0-100 cm土层水溶性盐量滴灌基施高于漫灌基施。[结论]不同灌溉施肥方式以滴灌＋追肥效益最高；漫灌土壤盐分从上向下淋溶明显,滴灌土壤盐分淋溶不充分,盐分在20-60 cm有积聚作用；同等条件下,施肥量越高土壤盐分残留量越大,土壤次生盐渍化与施肥量关系密切。

重塑盐渍土冻融循环条件下盐分迁移的试验研究

为了研究冻融循环过程中盐渍土的盐分迁移规律,在冻融试验综合模拟平台进行盐分迁移试验,研究冻融循环次数下重塑土样的盐分迁移规律。试验结束后,测量土样各深度的含水率和含盐量,并与冻融循环前的初始含水率和含盐量进行比较。结果表明:在开放系统下,冻融循环会使土样产生大量的水盐积累的土层;单向冻结使土样中的水分向上部冷端迁移,单向融化作用使水分从上、下端迁移到中部。随着冻融循环次数的增加,土壤样品的含水率和易溶盐总含量均增加。

盐分在文物本体中的迁移及毁损机理

本文以盐分对文物本体的破坏机理为主题,分别评述了国内和国外的代表性研究成果,提出今后文化遗产盐害机理研究中需要重点关注的三个方面的问题。文物本体盐害的发生、发展与遗址本体中盐分的种类、含量、文物本体微结构以及环境变化密切相关,其盐害发生发展机理及盐分活动规律的研究是文化遗产保护的当然要求,也是文化遗产保护的难点和重点。以土遗址和陶质文物为主要研究对象,着眼于共性问题,研究文物本体环境现状、材料组成、病害调查、盐分组成、迁移、毛细吸附、结晶破坏及可溶盐沉淀分布等,归纳出了若干盐害毁损的机理和规律。鉴于硅酸盐质文化遗产盐害分布极其广泛、赋存环境条件千差万别、盐害成因复杂、表现形式多种多样、治理难度极其困难、盐害文物修复后的复发几率又比较频繁,所取得的研究进展还很难解释所有复杂的、千变万化的盐害现象。因此,如何建立一套符合文物盐害特点的研究方法,使得在该方法下获取的研究结果更加符合实际,也是很迫切的一项工作。

盐渍土路基盐分迁移防治与养护

在盐渍土地区,路面早期损坏十分严重。盐渍土地区的路面早期损坏与土体中盐分导致路基的盐胀、溶蚀和翻浆等病害密切相关。研究公路使用过程中盐分的迁移规律和阻盐技术对于盐渍土地区公路养护维修有重大的意义。文章通过对盐分入侵路基途径的分析,提出相应的隔断措施,并修筑试验路进行效果检验,实际效果十分明显。

矿化灌溉水—土壤—作物系统中盐分迁移和循环的分室模型

通过田间灌溉试验获得的分室模型表明，随着灌溉水中ＮａＣｌ含量的增加，土壤水溶性Ｃｌ－、Ｎａ＋呈直线增加。Ｃｌ－增加的斜率明显大于Ｎａ＋。Ｃａ２＋和Ｍｇ２＋亦增加，矿化灌溉水中９６～９９％的Ｎａ＋，９７～９９％的Ｃｌ－存留在土壤中，进入作物体中则很少。在小麦中，Ｎａ＋、Ｃｌ－主要分布于茎、鞘中，占吸入总量的６５％左右，进入根和籽粒的Ｎａ＋占８～１０％，Ｃｌ－仅占３～６％。在甜菜中，Ｎａ＋、Ｃｌ－主要集中于叶和枯叶，占吸入总量的９０％以上，根中Ｎａ＋和Ｃｌ－均小于１０％。