容重和保水剂对土壤水盐二维运移的影响研究

摘要

近些年来，保水剂作为一种化学节水材料，发展速度十分迅猛。因其具有很好的蓄水保墒作用，故将其应用在西北旱区，不仅可以极大地缓解当地水资源紧缺现状，而且可以使作物达到增产增收的效果。保水剂虽然可以提高土壤水分的利用效率，但保水剂长期置于空气当中，会发生氧化还原反应，使保水剂失效。在混掺保水剂的土层上方进行覆盖砂石处理，可以阻隔光照和空气对保水剂的影响，进而抑制保水剂的失效速率。将保水剂均匀混掺至表层（0～5cm）土壤中，再将砂石覆盖于保水剂混掺层上方，在土壤容重和保水剂用量不同的条件下，研究水分在点源二维入渗过程中，入渗速率、累积入渗量、电导率、湿润锋推移距离以及湿润体性状随入渗时间的变化规律。 （1）在室内进行土壤水分二维入渗试验，得出土壤水分入渗特性规律受保水剂用量和砂石覆盖的影响。结果表明：在保水剂混掺层的上方是否覆盖砂石，均不影响保水剂用量对土壤水分入渗特性规律。入渗速率与保水剂用量呈负相关，累积入渗量与保水剂用量呈正相关，湿润体在横向上的推移距离随保水剂用量的增大而增大、纵向上的推移距离随保水剂用量的增大而减小，土壤湿润体的横纵比随保水剂用量的增大而增大；利用Kostiakov入渗模型来验证累积入渗量与入渗时间之间的关系，两者之间呈幂函数关系。 （2）在室内进行土壤水分二维入渗试验，得出覆砂土壤水分入渗特性规律受土壤容重和保水剂用量的影响。结果表明：不添加保水剂时，湿润体横向推移距离小于纵向推移距离，当添加保水剂时，湿润体横向推移距离大于纵向推移距离；横向入渗速率与保水剂用量呈正相关，纵向入渗速率与保水剂用量呈负相关；容重对横向水分推移距离起促进作用，对纵向水分推移距离起抑制作用；土壤的μ值总体上与容重呈负相关，μ值先急速增大后缓慢增大再趋于稳定，施加保水剂后，μ值的大小始终小于1。 （3）土壤水分入渗试验结束后，在覆砂与不覆砂条件下，得出土壤容重和保水剂用量对土壤湿润体电导率的影响规律。结果表明：在保水剂混掺层（0～5cm），不覆盖砂石时，盐分随水分最远推移至19cm，覆盖砂石时，盐分随水分最远推移至22cm；土层深度为5～10cm时，盐分随水分最远推移至19cm；土层深度为10～15cm时，盐分随水分最远推移至16cm。电导率随保水剂用量的增大而减小，电导率的减小幅度与保水剂用量呈正相关；在深度为10～15cm的土层中，各取样点之间的电导率差值不大。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 研究目的和意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国外研究现状

1.3.2 国内研究现状

1.3.3 保水剂的分类与发展历程

1.4 研究思路

1.4.1 研究目标

1.4.2 研究内容

1.4.3 技术路线

第2章 实验设计与内容

2.1 土壤采集区概况

2.2 实验材料

2.3 实验设计

2.4 土壤含水率的测定

2.5 土壤电导率的测定

第3章 覆砂和不覆砂条件下保水剂用量对土壤水分二维入渗的影响

3.1 保水剂用量对土壤入渗速率的影响

3.2 保水剂用量对土壤累积入渗量的影响

3.3 保水剂用量对土壤湿润锋推移距离的影响

3.4 保水剂用量对土壤湿润体性状的影响

3.5 土壤水分入渗模型参数和累积入渗量的拟合

3.6 本章小结

第4章 容重和保水剂用量对覆砂土壤水分二维入渗的影响

4.1 容重和保水剂用量对土壤二维入渗距离之间关系的影响

4.2 容重和保水剂用量对土壤水分入渗速率的影响

4.3 容重和保水剂用量对土壤垂直累积入渗和水平累积入渗的影响

4.4 容重和保水剂用量对土壤湿润体性状的影响

4.5 容重和保水剂用量对土壤垂直和水平入渗距离的影响

4.6 本章小结

第5章 覆砂和不覆砂条件下容重和保水剂用量对土壤电导率的影响

5.1 土层深度为 0～5cm时电导率的变化情况

5.1.1 覆砂和不覆砂对土壤电导率的影响

5.1.2 土壤容重和保水剂用量对电导率的影响

5.2 土层深度为 5～10cm时电导率的变化情况

5.2.1 覆砂和不覆砂对土壤电导率的影响

5.2.2 土壤容重和保水剂用量对电导率的影响

5.3 土层深度为 10～15cm时的电导率的变化情况

5.3.1 覆砂和不覆砂对土壤电导率的影响

5.3.2 土壤容重和保水剂用量对电导率的影响

5.4 各土层平均电导率的变化规律

5.5 本章小结

结论与展望

1 结论

2 不足与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录