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北方园艺 2015年第11期 158-163页

作者：郭永婷赵鹏宇王锐纪立东孙权宁夏大学农学院宁夏银川750021 葡萄与葡萄酒教育部工程研究中心宁夏银川750021 宁夏农林科学院农业资源与环境研究所宁夏银川750002

针对贺兰山东麓酿酒葡萄产区砾质砂土土壤砂性但大水漫灌导致养分流失严重等问题，采用室内土柱模拟法，分别设置4种肥料：尿素（20kg／667m2），磷酸一铵（10kg／667m2），硝酸钾（18kg／667m2），硫酸铵（45kg／667m2）；4个土柱高度... 详细信息

针对贺兰山东麓酿酒葡萄产区砾质砂土土壤砂性但大水漫灌导致养分流失严重等问题，采用室内土柱模拟法，分别设置4种肥料：尿素（20kg／667m2），磷酸一铵（10kg／667m2），硝酸钾（18kg／667m2），硫酸铵（45kg／667m2）；4个土柱高度：20、40、60、80cm；2次灌水量：100、50m3／667ms，用于研究速效养分淋溶规律。结果表明：铵态氮淋溶量较小，20cm土柱最大，占养分投入量在1．04％～1．87％；硝态氮淋溶量较大，分布于各土层，80cm土柱占养分投入量最大达28．82％；尿素态氮淋溶主要集中在40cm土柱，占养分投入量比值与硝态氮相近；速效磷淋溶量较小，主要分布在20cm的土柱，占养分投入量比值14．90％。钾素淋溶量较大，其中80cm土柱淋溶量占总养分投入量的33．81％。总体上，铵态氮淋溶速率较慢，且主要集中在表层土壤，其它养分淋溶速率较快，硝态氮与速效钾各层淋溶量相当。

关键词：砾质砂土室内土柱速效养分淋溶量

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基于HYDRUS-1D模型的灌排联合下的水盐运移模拟

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节水灌溉 2021年第1期 27-32页

作者：贾浩李宝珠李文昊石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832000 新疆天业节水灌溉股份有限公司新疆石河子832000 现代节水灌溉兵团重点实验室新疆石河子832000

为探索灌排联合下土壤水盐运移规律,通过室内土柱试验,采用灌水量、排水模式二因素三水平完全处理,灌水设置3个水平:灌水定额分别为15、25、35 L(分别标记为W15、W25、W35),排水模式设置3种:排水管d=7 cm、排水管d=5 cm、无排水管(分别... 详细信息

为探索灌排联合下土壤水盐运移规律,通过室内土柱试验,采用灌水量、排水模式二因素三水平完全处理,灌水设置3个水平:灌水定额分别为15、25、35 L(分别标记为W15、W25、W35),排水模式设置3种:排水管d=7 cm、排水管d=5 cm、无排水管(分别标记为P7、P5、P0),研究分析土壤水盐动态变化规律,并利用HYDRUS-1D模型对灌排联合下水盐运移规律进行数值模拟分析与验证。结果表明:灌水量相同时,土壤含水率和含盐量变化效果总体表现为:排水管d=7 cm>排水管d=5 cm>无排水管,且有排水管处理显著优于无排水管的处理(P<0.05);经过3次灌水淋洗后,各处理0~20 cm土层内土壤盐分淋洗效果最显著,灌水定额35L及排水管d=7 cm处理下脱盐率达到最大值83.69%;经过实测值与模拟值的验证,随着灌水量、灌水次数、土壤深度和排水措施变化,土壤水分和盐分的均方根误差RMSE最大分别为1.321和0.912,决定系数R2最小分别为0.813和0.842,土壤水盐含量的模拟值和实测值有较好的拟合性,该模型具有一定可靠性,这将为干旱区灌排联合模式下的水盐运移理论研究提供帮助。

关键词： HYDRUS-1D模型灌排联合水盐运移脱盐率室内土柱

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抗生素在土体中迁移规律研究及集中处置场的防污方案初探

抗生素在土体中迁移规律研究及集中处置场的防污方案初探

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作者：凌睿雯成都理工大学

学位级别：硕士

氧氟沙星作为一种高效、低廉的抗生素普遍应用于治疗禽类疾病。大量未经处理的禽类粪便被随意投放到土体中,其在土体中吸附、解吸和迁移污染了动植物和环境。氧氟沙星在土体中的迁移是一系列复杂的物理、化学、生物综合过程,为了研究土... 详细信息

氧氟沙星作为一种高效、低廉的抗生素普遍应用于治疗禽类疾病。大量未经处理的禽类粪便被随意投放到土体中,其在土体中吸附、解吸和迁移污染了动植物和环境。氧氟沙星在土体中的迁移是一系列复杂的物理、化学、生物综合过程,为了研究土体的受污染程度并对其进行防污处理,研究土体中氧氟沙星迁移规律有重要意义。本文以地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室团队重点课题:非饱和溶质迁移转化规律试验研究(项目编号:SKLGP2011Z001)为依托,在总结国内外非饱和带氧氟沙星迁移理论和大量试验研究成果的基础上,基于两个不同剖面结构的土柱试验,结合数值模拟,研究了定流量降水条件下氧氟沙星在砂土和含有防污层的砂土土柱中的迁移规律。进行了以下几方面的研究:通过试验探讨氧氟沙星在砂土中的吸附特征;研究了定流量降水条件下水分在砂土中的入渗特性,讨论了砂土中氧氟沙星的分布情况;在试验的基础上建立了砂土中水分和氧氟沙星迁移的模型,运用Hydrus软件对模型进行求解;探讨了蒙脱石作为防污层对氧氟沙星的阻隔效果。经过一系列试验和模拟研究,得出以下几点结论:1)随着初始浓度的增加,氧氟沙星在砂土上的吸附速率减小,这可能是因为氧氟沙星多是以功能团键合的方式以平面角度吸附在砂土表面的缘故。线性吸附模型能较好的描述其热力学吸附行为。2)定流量降水条件下,砂土剖面中,由于上层土入渗能力大于降水强度,累积入渗量过程曲线是以降水强度为斜率的直线,入渗率随时间变化曲线为恒定值0.00215cm/min。3)均质砂土土柱湿润锋推进距离随时间变化过程表现出一定的线性关系。土体不同深度的含水率变化特征大致可以分为三个阶段,分别是初始稳定阶段、线性增长阶段及略微减少阶段。4)含有防污层的土柱中,含水率在不同剖面的变化规律同均质砂土比较,其湿润锋推进速度减弱,分层界面处存在一定的减渗作用。5)持续不断定流量降水条件下,氧氟沙星在砂土剖面的浓度变化阶段与含水率的变化情况一致,也是分为3个阶段,分别是初始稳定阶段、线性增长阶段及减少阶段。随着时间推移,上层砂土中的氧氟沙星浓度逐渐趋于背景值,这表明氧氟沙星在砂土中的迁移性较强。6)蒙脱石是一种吸附性强、渗透性弱的粘土,适合用于被氧氟沙星污染的土体的防污层。7)采用数值模拟的方法对砂土模型进行求解,应用实测含水率及氧氟沙星浓度值与模拟结果进行对比分析,模拟计算结果与实测结果较为相似。

关键词：室内土柱氧氟沙星迁移数值模拟防污层

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层状结构包气带土中氟运移规律试验研究

层状结构包气带土中氟运移规律试验研究

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作者：甯娜成都理工大学

学位级别：硕士

包气带是土颗粒、空气、水三者同时存在的一个复杂系统,作为连接地表水、大气水和地下水的一个重要纽带,在水循环中起着重要作用。包气带土也是地表溶质进入地下水的必经通道,溶质在迁移的过程中与土体发生一系列物理、化学、生物等作用... 详细信息

包气带是土颗粒、空气、水三者同时存在的一个复杂系统,作为连接地表水、大气水和地下水的一个重要纽带,在水循环中起着重要作用。包气带土也是地表溶质进入地下水的必经通道,溶质在迁移的过程中与土体发生一系列物理、化学、生物等作用,使包气带对溶质运移有一定阻滞作用。在自然界中层状土分布广泛,研究表明层状土中的溶质运移比均质土复杂得多,氟作为地下水中典型的污染物,对人类健康有重要影响,因此研究层状结构包气带土中氟运移规律有重要意义。本文以地质灾害防治与地质环境保护国家重点试验室团队重点课题:非饱和溶质迁移转化规律试验研究(项目编号:SKLGP2011Z001)为依托,在总结前人研究包气带土溶质运移的基础上,对影响层状土中溶质运移的因素进行分析,通过室内土柱试验对不同分层方式、水分供给方式和溶质供给方式下层状包气带土中水分和氟的运移规律进行研究。为弥补室内试验在时间上的局限性,结合Hydrus-1D软件对多种不同分层方式、不同水头高度和不同溶质供给条件下氟在层状包气带土中运移规律进行数值模拟,主要研究成果如下:(1)层状土中湿润锋运移分为两个阶段:第一个阶段,在分层界面以上入渗速率呈非线性变化且随时间的增加而减小;第二个阶段,在分层界面以下入渗速率随时间增加不变。湿润锋入渗深度随时间增加的变化关系可以用y=axb形的幂函数进行表征。层状包气带土剖面上含水率随时间呈反“Z”字形变化,稳定时的含水率接近土体的饱和含水率。(2)土体表层遭受高浓度氟瞬时污染后在15mm/12h降雨强度下,氟在由细及粗和由粗及细两种分层结构土体中运移时,随着时间增加土柱各监测点氟浓度先增加后减小,由于土壤颗粒的吸附作用两种土体结构峰值浓度随时间和深度的增加逐渐降低。比较两种土体结构,氟在由粗及细的土体结构中运移快,试验结束时由细及粗的层状土中氟主要富集在土体上部,由粗及细层状土中氟富集在土柱底部。因此在非饱和条件下由细及粗的层状结构对溶质的阻滞作用强于由粗及细的层状结构。(3)当土柱表层遭受高浓度氟瞬时污染后在定水头入渗和降雨入渗条件下,氟在相同分层方式的土柱中运移规律基本相同,浓度均随时间先增大后减小,但在氟运移速率上有较大差异。氟运移受水分运移的影响,在定水头入渗条件下土壤中水流速度快,对流作用使氟的运移速率也快,试验结束时氟集中在土柱底部;在降雨入渗条件下氟运移受降雨强度的影响,土壤中水流速率慢,氟在土壤孔隙中向下运移速率慢,试验结束时氟主要集中在土柱表层。(4)在同一降雨强度和同一分层方式下改变氟的供给方式,连续供给溶质条件下随着时间增加氟浓度先增大后趋于稳定,试验结束时氟在土柱中均匀分布,浓度与初始的供给浓度接近;瞬时供给溶质条件下,由于降雨的淋溶作用,随时间增加氟浓度先增大后减小,试验结束时氟集中在土柱表层。(5)通过Hydrus-1D软件对不同分层方式、定水头高度和溶质供给条件下,层状土中氟的运移规律进行数值模拟。不同分层方式条件下层状土中氟运移规律不同,表层土体介质渗透性对溶质的运移具有控制作用,表层土颗粒越细,对氟运移的阻滞作用越强,当表层土体相同时,第二层土中细颗粒越多对溶质的阻滞作用强,因此细、中、粗的结构对地下水污染物防治效果最好。不同定水头高度条件下氟随时间和深度的变化不大,水头高度增加氟运移速率略有增大。相同质量的溶质分不同次数供给,供给次数越多表层土中出现的峰值个数越多,峰值浓度越低。(6)结合室内土柱试验和数值模拟,层状包气带土中氟主要随土体水分运动发生运移,不同分层方式、水分供给方式和溶质供给方式都会不同程度的影响氟在层状包气带土中的运移。

关键词：层状包气带土氟运移室内土柱数值模拟

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