土壤中溶质运移韵研究现状及问题

随着土壤盐渍化和环境问题的日益突出，以研究土壤水中的溶质在土壤中运移过程、规律和机理的土壤溶质运移理论已被环境科学、土壤科学、农田灌溉等各个相关领域学者关注。简要介绍了土壤溶质运移理论的发展过程和国内外学者数十年来关于土壤溶质运移的研究成果，对数值模拟的研究现状、数值计算方法的应用、水动力弥散系数和延迟因子2个重要参数的测定等内容进行了一定评价，讨论了目前土壤溶质运移理论研究的不足之处。     

引黄灌溉对土壤含盐量的影响分析与对策

盐分是作物生长所必须的微量元素,但土壤含盐浓度超过作物正常的耐盐力,将会使作物产生生理干旱,扰乱作物正常的生理代谢,影响作物的生长,从而影响作物产量或绝产。通过分析引黄灌溉对灌区土壤含盐量的影响,探索土壤含盐量与引水灌溉的关系,研究水盐运动规律,寻求更好调控水盐的新方法,对山东省引黄灌区的节水改造与盐碱地改良、防治有一定的实用意义。     

水管理策略对土壤水盐动态和区域地下排水影响的模拟评价

以宁夏惠农灌区平罗试验区为对象，基于田间观测与灌溉试验结果，在田间尺度采用SWAP模型开展不同地下水调控深度与灌溉制度相结合的水管理方案下土壤水盐动态的模拟，在区域尺度采用MODFLOW模型进行不同水管理方案对区域地下排水量影响的模拟评价，据此分析土壤水盐动态过程和农田排水系统的作用，对拟定的各种水管理方案进行评价。结果表明，现状灌溉用水量虽有助于减少表土盐分积聚，但地下排水量占灌溉用水量的39．4％；现状灌溉用水量减少50％时，浅埋地下水位会加重表土积盐；现状灌溉用水量减少25％时，作物根区没有产生明显的积盐，地下排水量减少31．4％。因此，较为合理的水管理方案是将现状灌水量减少25％的同时将地下水埋深控制在70cm以下，才能达到节水、增产、改善农田水土环境的目标。     

改进的蚁群算法在溶质运移参数识别问题中的应用

非饱和土壤水分和溶质运移参数(扩散率、导水率和水动力弥散系数)取值范围较大,往往跨越几个数量级。采用传统离散化蚁群算法求解此类问题,所需节点较多,这会造成算法收敛时间较长。该文在传统蚁群算法基础上,对蚂蚁搜索路径进行改进,改进后的蚁群算法寻优路径由参数精度位数(整数位和小数位)、参数个数以及0–9十个数字构成,并将路径解码公式修改为具有判别参数正负功能的解码公式。采用改进的连续蚁群算法对非饱和溶质运移参数识别优化模型进行求解。数值模拟表明相同迭代次数下改进的蚁群算法比传统蚁群算法耗时少,算法计算时间与迭代次数满足线性关系,含水率和溶质浓度实测值与计算值吻合较好、相关性较高。     

应用一步流动法快速测定土水特征曲线试验研究

实验室常用压力板仪进行常规试验测定粉土土水特征曲线（SWCC）,需耗费数月时间,效率不高。对快速测定粉土SWCC进行了试验研究：采用压力板仪对粉土试样开展一步流动法试验;同时,用Hydrus-1D建立一维水分运移模型;结合模型对干密度为1.78 g/cm3粉土试样中溢出水量随加压时间的关系曲线进行拟合,并得出VG模型中难以实测的参数α和n;根据参数反算出粉土试样SWCC并和压力板仪常规试验的SWCC进行对比。为了消除试验中加载压力过大可能造成的固结对试验结果的影响,还对干密度为1.65 g/cm3的粉土试样进行固结试验使其干密度增大为1.78 g/cm3,再对固结后粉土试样分别进行常规试验和一步流动法试验。对由两种试验得到的固结粉土的SWCC与初始干密度1.78 g/cm3粉土由两种试验实测的SWCC进行了比较。结果表明：① 一步流动法试验拟合的SWCC与常规试验实测的SWCC重合度高;② 一步流动法试验具有快速性和有效性;③ 由Hydrus-1D建立的一维水分运移模型得出的SWCC与常规试验实测的SWCC接近;④ 一步流动法试验结果不会受到固结的影响。     

花岗岩裂隙中溶质运移试验研究

花岗岩裂隙所形成的大量"通道"为地下水中各溶质运移提供条件,研究溶质在裂隙中的运移规律可为地下水污染治理、海水入侵等问题提供理论数据。本次试验使用自制花岗岩裂隙溶质运移试验设备,运用动态试验的方法,研究以Na Cl溶液为示踪剂在花岗岩中运移规律,细致描述分析迁移时间、迁移距离、迁移方向对示踪剂在裂隙中的运移影响,并通过配线求出纵、横向弥散度,为试验提供数据支持。     

基于Visual MODFLOW的某尾矿库地下水污染模拟

以甘肃省合作市某尾矿库库区作为研究区,应用Visual MODFLOW建立了地下水水流模型和溶质运移模型,模拟了4种特征污染物在尾矿库无防渗和尾矿库人工防渗层破损两种非正常工况下的运移情况。数值模拟预测了污染物的影响范围、超标范围和最大运移距离。由预测结果可知:污染物主要沿水流方向运移,对水环境的影响随时间逐渐增大;氨氮和总磷对水环境的影响较大,总砷和六价铬影响较小;两种工况中,尾矿库无防渗对水环境造成的影响更为恶劣。     

示踪试验在复杂岩溶区工程中的应用

以滇中引水工程某深埋长隧洞为依托,在较深入了解研究区水文地质及工程地质条件的基础上,选取线路对地下水环境影响较大的区域进行示踪试验,通过试验不仅较清晰地查清了地下水运移通道,而且较为准确地查明了研究区地下分水岭,最终为线路的选择提供了合理、准确、可行的依据。     

膜孔灌自由入渗铵态氮运移特性试验研究

以铵态氮为入渗溶液,模拟研究了铵态氮在膜孔灌肥液自由入渗条件下的运移过程.结果表明:在水平和垂直方向上铵态氮浓度与灌施时间呈比较明显的相关关系,在相同深度,随着灌施铵态氮时间的延长,铵态氮浓度逐渐增大;同一灌施时间,铵态氮浓度随着距离膜孔中心距离的增大而减小,在膜孔中心铵态氮浓度最大,并且浓度峰值随着时间的延长而增大;土壤保持铵态氮的最大含量为土壤对铵态氮的吸附量,灌施180 min时吸附量达到饱和.     

宽垄沟灌垄上覆膜条件下土壤水分运移试验研究

为研究宽垄沟灌时灌水前后且有覆膜条件下水分在垄沟间的运移及再分布,采用对比试验方法,在大棚内模拟宽垄沟灌垄上栽培条件和灌水方案,采用中子仪进行水分观测。试验数据显示,采用垄上覆膜,灌水后垄沟水分的侧向入渗,表现出明显的侧向运移变化。垄背剖面两观测点表层,在灌水后144 h（6 d）,覆膜条件下分别达到田间持水量的80%...