【摘 要】
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作为世界性难题,土地重度盐碱化和次生盐碱化严重限制了耕地生产力,不断影响着我国农业和经济的可持续发展。本文以黄河三角洲区域盐碱土为研究对象,基于X射线衍射试验、压汞试验和扫描电镜试验,分析盐碱土的微观结构特征;通过一维定水头垂向入渗的土柱试验,研究盐碱土的水盐运移规律;在暗管、明沟和竖井条件下对盐碱土淋洗,探讨工程排盐对盐碱土脱盐效果的影响,并确定工程排盐现场布置的最大间距,为黄河三角洲区域盐碱土
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作为世界性难题,土地重度盐碱化和次生盐碱化严重限制了耕地生产力,不断影响着我国农业和经济的可持续发展。本文以黄河三角洲区域盐碱土为研究对象,基于X射线衍射试验、压汞试验和扫描电镜试验,分析盐碱土的微观结构特征;通过一维定水头垂向入渗的土柱试验,研究盐碱土的水盐运移规律;在暗管、明沟和竖井条件下对盐碱土淋洗,探讨工程排盐对盐碱土脱盐效果的影响,并确定工程排盐现场布置的最大间距,为黄河三角洲区域盐碱土的治理提供科学理论和技术支持。主要研究结果如下:(1)黄河三角洲区域盐碱土矿物成分主要以原生矿物为主,约占总矿物含量的95.0%;黏土矿物含量较低,约占总矿物含量的5.0%,其中大部分为伊利石。黄河三角洲区域盐碱土渗透能力差,而所含黏土矿物少,因此矿物组成不是其渗透性差的主要原因。(2)黄河三角洲区域盐碱土孔隙直径介于0.008400μm之间,即盐碱土孔隙主要由微孔隙和小孔隙组成,最可几孔径约为2μm。盐碱土结构致密,土壤颗粒直径大部分在2030μm之间,各骨架颗粒之间排列方式主要为镶嵌排列,土壤颗粒之间排列密实。盐碱土孔隙小,颗粒排列紧密,导致该地区盐碱土渗透性差,治理难度大。(3)在填土深度30 cm的土柱试验中,湿润锋深度呈现逐渐增大的趋势,运移至土柱底部用时170 min,渗透速率缓慢,对湿润锋深度随时间的变化过程进行拟合,其符合幂函数关系;累积入渗量随时间的延长而增大,且呈先快后慢的趋势,累积入渗量较小,为12.57 cm。(4)暗管对盐碱土的排盐效果影响显著,水平距离暗管越近排盐效果越好,不同暗管开孔率和直径的影响差异明显。暗管开孔率越大,排盐效率越高,本试验中暗管开孔率为9%时脱盐率最高;暗管直径越大,排盐效率越高,本试验中暗管直径为90mm时脱盐率最高。总体来看,当暗管开孔率为9%、暗管直径为90 mm时,盐碱土排盐效果最好,最大脱盐率为35.1%。(5)开挖明沟能降低盐碱土的含盐量,距离明沟越近排盐效率越高,且上层土壤的脱盐效果更明显。当靠近明沟近端时,土壤深度10 cm处的含盐量与初始含盐量相比,同比降低58.8%;土壤深度20 cm处同比降低43.2%。(6)竖井能显著降低盐碱土的含盐量。排盐效率与距竖井的间距呈负相关,本试验中距离竖井越近,排盐效率越高。当土壤深度为10 cm时,距离竖井5 cm处含盐量由初始的0.37%降低为0.21%,最远端的含盐量升高到0.40%。(7)工程措施的排盐效果决定了现场布置间距,暗管、明沟和竖井排盐工程的现场布置最大间距分别为480 cm、288 cm和218 cm。
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