考虑集雨效率和生态效应的近自然集雨面综合评价比选

针对香格里拉普朗铜矿区高陡边坡植被修复无灌溉水源的问题,结合当地的降雨特点,在不影响原生境的情况下,开展SCA-2配合比试验、集雨试验并利用AHP层次分析法和模糊综合评价模型分析了不同类型集雨面的集雨效率及集雨优劣情况。结果表明,研究区土壤与SCA-2型土壤固化剂最佳使用配比为0.45%(质量占比);与自然坡面(T1)、夯实坡面(T2)和塑膜坡面(T3)相比,最优配比SCA-2处理坡面(T5)的集雨效率明显增加,仅次于混凝土坡面(T4),5种集雨面的平均集雨效率从大到小的顺序为T4>T5>T3>T2>T1;从生态、经济、耐久和高效4个指标进行评价,5种集雨面的优劣顺序为T5>T4>T3>T1>T2,可推得最优配比SCA-2处理坡面是一种相对更经济、生态的近自然集雨面。

半干旱地区膜垄和土垄的集雨效率和不同集雨时期土壤水分比较

于 2 0 0 2年 4月～ 8月在兰州大学干旱农业生态榆中试验站进行研究 ,在平地上形成沟垄相间的微地形 ,采用 3种沟垄比和两种下垫面材料 ,垄作为径流区 ,沟作为集水区 (沟内不种任何作物 )。采用平均产流率法分析了不同垄型集水面的集水效率 ,结果表明 ,膜垄的平均集水效率为 90 % ,土垄的平均集水效率为 16 .8% ;通过对不同垄型集水面垄中、沟边、沟中的土壤水分进行比较发现 ,对于膜垄在集雨的各个时期沟中的土壤含水量高于垄中 ,沟边的土壤含水量介于沟中和垄中土壤含水量两者之间。如 7月 14日测定 ,沟中、沟边和垄中 0～ 2 0 0 cm土层土壤平均含水量分别为 10 .39%、10 .2 4 %和 9.4 2 % ;对于土垄 ,在集雨前期和集雨中期 ,沟中和沟边的土壤含水量相差不大 ,沟中和沟边的土壤含水量均低于垄中的土壤含水量 ,表现出和膜垄完全不一样的特性 ,如 7月 14日测定 ,沟中、沟边和垄中 0～ 12 0 cm土层土壤平均含水量分别为 8.98%、8.6 8%和 10 .0 3% ,在集雨后期 ,沟边和沟中的土壤含水量大于垄中土壤含水量 ,如 8月 13日测定 ,沟中、沟边和垄中 0～ 12 0 cm土层土壤平均含水量分别为 9.76 % A、9.38% B和 7.94 % C,该试验表明土垄在集雨后期 。

3种有机硅喷涂集雨面后的产流特征与集雨效率

集雨工程的建造往往比较复杂,寻找更经济、简便的集雨材料是干旱半干旱地区雨水资源利用的重要研究方向。高分子有机硅由于其具有良好的防水性、化学惰性、操作简单等特性,成为新型集雨材料的潜在选择。试验选用3种不同性质的硅烷(有机硅)乳液,设计4种有机硅与水的稀释比例(1∶7,1∶10,1∶13,1∶16),3种集雨面坡度(0°,9°,15°),通过室外模拟降雨进行集雨效率观测。结果表明,集雨效率道康宁IE-6683最大,为96.96%,道康宁520次之,为96.50%,有机硅原液为90.24%;3种有机硅与水的比例在1∶13与1∶16时集雨效果较好,平均集雨效率在90%以上;集雨面坡度对集雨效率具有显著影响,有机硅原液在坡度为0°与9°变化时集雨效率随坡度增加而增加,坡度为15°时集雨效率有所下降,道康宁520与道康宁IE-6683集雨效率均随集雨面坡度的变大而增加。

人工生物土壤结皮特性及其集雨潜力的研究

为探讨在太行山半干旱区利用人工土壤生物结皮进行集雨的潜力和可行性,以自然生长的生物土壤结皮为种子,通过培育建立人工土壤生物结皮和生物结皮集雨,对人工土壤生物结皮建成后土壤物理性状、渗透率的变化及人工生物结皮集雨面的集流效率进行了研究。结果表明,人工土壤生物结皮与自然生长的生物结皮一样,可显著改变土壤的颗粒组成,使0~1 cm表层土壤的小颗粒物质含量增加、大颗粒物质减少,但对0~5 cm的土壤容重影响不显著。对土壤入渗速率的测定结果表明,人工培育的土壤生物结皮具有降低入渗速率的作用,与自然土壤相比,生物结皮的土壤初始入渗速率和稳定入渗速率分别下降59.1%和44.4%,达到稳定入渗的加水量也减少50.0%。人工营建的生物结皮集雨面的平均集雨效率达60.86%,与自然土面相比,提高23.0%。对集雨面效益分析表明,生物结皮集雨面不仅具有较高的集雨效果,且使用年限较长,并具有明显的减少地表径流沉积物含量,提高土壤抗蚀性的作用。综上结果可以看出,人工土壤生物结皮是一种极具潜力的绿色环保型集雨材料。

黄土高原城市产流与降雨关系的研究

基于71次有效降雨的观测数据,通过分析城市硬化部分产流及集雨效率与降雨的关系,得到了单位面积集流场的产流量与降雨量的关系方程以及实际集雨效率与降雨量的关系方程,为今后的集雨工程设计提供了理论依据。

光伏电站发电板雨水收集模拟试验研究

为有效利用光伏电站降雨资源进行农业灌溉,以云南省楚雄州元谋县天子山光伏发电站为研究对象,进行了雨水收集模拟试验研究。通过室内1∶1比例模型设置纵向单列、纵向3列布置发电板进行人工降雨模拟试验,分析当地条件下降雨强度与集雨效率的关系。结果表明:纵向单列布置与纵向3列布置得出的集雨效率相同;瞬时降雨强度与集雨效率关系为非线性关系;集雨效率在降雨峰值(1.95 mm/min)、谷值处(0.97mm/min)分别为56.31%,31.56%。根据集雨试验成果,可确定光伏发电站发电板的雨水收集量,并据此确定适宜种植的农作物,在光伏发电站发电的同时发展农业。