掺砂量对中度盐碱土壤水力特性及溶质运移过程的影响

[目的]为探究不同掺砂量对中度盐碱土壤水力特性和溶质运移过程的影响。[方法]采用室内土柱试验,设置4种掺砂比例CK(掺砂0)、B1(掺砂10%)、B2(掺砂15%)、B3(掺砂20%),研究中度盐碱土壤在不同掺砂量条件下的土壤水力特性和溶质运移过程变化规律并进行模型模拟。[结果](1)掺砂量在0~20%内,中度盐碱土掺砂明显影响土壤水分特征曲线变化,掺砂比例越大,曲线越靠近Y轴。在任一吸力条件下土壤含水率表现为CK>B1>B2>B3。且掺砂比例越大,土壤小孔隙数量越多,微小孔隙减少,土壤持水性能减弱。土壤的饱和导水率随掺砂量的增加而增大。(2)随掺砂量的增加,溶质穿透曲线明显左移,初始穿透时间、完全穿透时间及穿透总历时均减少,B1、B2、B3处理总穿透历时分别比CK减少34.48%,47.22%,69.71%。(3)CED方程和两区模型均能较好地模拟掺砂条件下土壤中溶质运移状况,但相较于CDE方程,两区模型的拟合精度更高。对两区模型拟合参数进行分析发现,随掺砂量的增加,土壤孔隙流速、可动区含水比率和质量交换系数逐渐增大,而水动力弥散系数和弥散度呈减小趋势。[结论]盐碱土掺砂能够有效改善土壤水力特性,促进溶质在土壤中运移,有助于缓解盐碱对作物生长的不利影响。研究结果可为盐碱土改良与治理工作提供参考,为未来的研究和实践提供理论支持和实践指导。

土壤溶质运移两种新的求参方法的应用

本文通过对３ 种不同质地土壤（ 砂质壤土、壤质粘土和粉砂壤土） 的室内水盐入渗实验资料的分析，依据山口（Ｙａｍａｇｕｃｈｉ） 等提出的斜率法和等斜率法， 由土壤溶质运移的穿透曲线数据， 同时估算了平均孔隙流速和水动力弥散系数， 并与实测值、简化解析解法及矩法求算的结果进行了比较． 此外， 作者还探讨了抛物插值和Ｂｒｅｎｎｅｒ 数大小对求参精度的影响．

地下水含水介质的弥散度测定

以水动力弥散理论为基础，根据改进的水动力弥散装置，以氯化钠作为示踪剂，用电导仪间接地测定溶质的突破曲线，最后用解析法确定地下水多孔介质中溶质迁移的弥散度。

羟丙基甲基纤维素作土壤改良剂对土壤溶质运移的影响

羟丙基甲基纤维素(hydroxypropyl methyl cellulose,HPMC)是一种潜在的土壤改良剂,加入土壤中后具有明显的减渗效果,对缓解黄土高原水土养分的流失具有重要意义。该文通过在土壤中施加不同含量的HPMC,研究HPMC对土壤溶质迁移特性的影响。结果表明:1)HPMC质量分数在0～0.5 g/kg范围内,饱和导水率随HPMC添加量增大而逐渐减小,0.5g/kg组相比未添加HPMC的空白组降低37.3%;土壤中保守性溶质的运移速度显著降低;随HPMC添加量增加,溶质的初始和完全穿透时间明显推迟,穿透总历时延长;2)CDE方程和两区模型均能较好地模拟在土壤中添加不同含量HPMC时溶质的运移状况,2种模型的拟合曲线也均能与实测曲线较好吻合,但两区模型的模拟精度更高。3)基于两区模型的参数拟合结果,随HPMC添加量的增加,平均孔隙水流速越小,水动力弥散系数、弥散度和质量交换系数均增加,而土壤可动水体的含水量比率逐渐减少。

均质与非均质土中水动力弥散规律研究

为探究均质与非均质土中溶质迁移扩散的一般性规律,通过室内柱试验对不同条件下的水动力弥散现象进行观察监测。并利用经典的对流扩散(ADE)模型拟合分析相应的溶质穿透曲线。结果表明:在均质土中溶质浓度对水动力弥散系数和穿透曲线的影响甚微;而溶质迁移流速对水动力弥散具有促进作用,流速越大,水动力弥散系数越大,穿透曲线完成时间越快;同一流速下,水动力弥散系数与砂土的平均粒径存在正相关关系,且平均粒径越大的砂土,受流速影响越大。此外,土壤中溶质迁移扩散时存在明显的尺度效应,一般迁移距离越远溶质水动力弥散系数越大。与均质土壤介质相比,层状土壤的非均质性及不同层状结构对水动力弥散作用更为显著。

离子交换行为对溶质运移影响作用的实验研究

为研究河流阶地和洪积扇这类典型水力沉积单元污染物运移规律,搭建了大尺寸室内渗流槽开展溶质运移实验。通过点投放NaNO_(3)溶液模拟点源污染物在水力沉积物中的运移过程,测定不同位置主要离子成分随时间的变化,用于分析离子交换过程对于溶质运移的影响及溶质迁移规律。结果表明:在运移过程中,NO_(3)^(2-)属于保守性离子,穿透曲线呈尖瘦形,Na^(+)受阳离子交替吸附作用的显著影响,峰形陡升缓降;阳离子交替吸附作用降低了Na^(+)的弥散度,离子交替吸附作用对弥散度的影响随着运移距离的增加愈加明显;运移初期高浓度Na+在砂层中能交换出相当数量的Ca^(2+),Mg^(2+),K^(+)等离子;运移后期阳离子交替吸附反应方向改变,沉积砂层吸附水中的Ca^(2+),Mg^(2+),K^(+),穿透曲线存在3种阳离子低于背景值的情况;交替吸附作用使得对流-弥散作用下的Na^(+)质量浓度穿透曲线形状更加宽缓,“拖尾”现象更为明显;渗流砂槽内不同区域的水化学类型在空间上产生了差异性。研究成果对于开展水力沉积单元地下水污染防治具有一定指导意义。