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关键词：
地表径流,泥沙,面源污染,尖山河小流域,抚仙湖
发表时间：
2013-01-30 16:06:50
摘要: 通过大量的土柱积水入渗试验, 研究了粉煤灰改良沙质土壤水分物理性质的效果. 同时, 试验还通过在沙土表层不同深度( 10、20、30cm )施加不同施用率( 10%、20%、30%、40% )的粉煤灰, 对比研究了土壤水分物理性质的变化情况. 结果表明, 沙质土壤中施加粉煤灰可以有效地减小土壤入渗能力, 减小湿润锋的下移速率, 增强沙土持水性. 在0~ 30 cm 施用深度, 4种处理条件下湿润锋下移30 cm 所需的时间分别是对照试验的7 ~ 19 倍, 而且4种处理末端推进速率较对照试验均减小了90%以上. 粉煤灰土壤改良层中含水率较沙土有明显提高, 有效水分滞留时间显著增加.
长期以来, 黄河内蒙古段两岸由于黄土高原严重的水蚀和河床的迁徙变迁, 淤积了大量的泥沙,
致使黄河两岸耕地严重沙化. 沙化土壤的水力特性十分不利于农业生产和植被生长, 致使该地区土壤
生产力低, 农牧民丧失了赖以生存的基本资料. 同时, 该地区土壤风蚀现象也十分严重, 造成土壤表
层有限的营养元素流失, 地表结构破坏, 产生了一系列生产、生活和生态环境问题(杨根生等, 2004;
Zhu et al. , 2007; Zhao et al. , 2005) . 黄河内蒙古段两岸沙化区具有分布面积广、厚度大、沙化严重的特点, 因此, 在沙化区寻找省时省工、成本低、有效的沙土改良技术, 对沙化区农业生产和生态环境的改善具有重要意义.
粉煤灰是燃煤排放的废弃物, 其性质因原煤及燃烧工艺不同而略有差别, 总体上表现出粉煤灰颗
粒中70% ~ 90% 是玻璃态球体, 且具有粒径小、活性高、吸附能力强、富含微量元素并兼有少量重金
属的特点( Pathan et al. , 2003; K alinsk i et al. , 2006;Adriano et al. , 2001; 吴家华等, 1995). 目前, 黄河流域内蒙古段沿岸建有众多燃煤电厂, 粉煤灰年产出量巨大, 且有逐年增加的趋势. 除少量粉煤灰应用于建筑和建材外, 大量粉煤灰都以堆放形式存在,这不仅浪费了土地资源, 而且经过风化及大气降水的淋溶作用, 粉煤灰中的有毒重金属元素会渗入地下, 导致土壤、地表水体及浅层地下水的污染( Kump iene et al. , 2001; Gupta et al. , 2007) . 同时,粉煤灰中的玻璃态微珠极易受到风蚀, 被风扬起的粉煤灰会造成不同程度的大气污染. 目前, 有关粉煤灰在农业上的应用研究已有报道( Pathan et a l. ,2003; Adriano et al. , 2001; 吴家华等, 1995) , 主要是利用其具有投资小、施用措施简单、利用量大等特点. 研究表明, 利用粉煤灰改良沙质土壤可以有效减小入渗率, 降低水力传导度, 增加土壤含水率.Pathan 等( 2003)采用两种沙土和5种来自不同电厂的粉煤灰进行室内研究, 结果表明, 沙土中添加粉煤灰可使土壤持水能力增加3倍, 而土壤导水率较沙土降低105~ 248 倍. Gangloff等( 2000)研究发现, 在沙土地土壤表层施加粉煤灰可使入渗率减少80%, 186h的观察结果表明, 施用粉煤灰的土壤含水率明显高于对照. 同时, 该研究还指出, 土壤改良后, 作物产量的提高主要得益于入渗率的减少和有效水含量的增大. Yunusa等( 2006)研究发现, 粉煤灰改良沙土可以降低水力传导度25% , 同时改善土壤田间持水量. Chang 等( 1977)在实验室和温室条件下研究了沙质土壤在添加粉煤灰后土壤水分特征、含水率和导水率的变化情况, 结果发现, 粉煤灰和沙土按1B4(体积比)混合可增加土壤持水性4% ,导水率从6cm# h- 1减少为2cm# h- 1, 这表明粉煤灰非常有利于减少作物根层排水. 因此, 利用内蒙古境内丰富的粉煤灰资源改良沙土可能是一条有效途径.
基于此, 本研究试图通过室内圆柱模拟试验,从粉煤灰施用后的土壤湿润锋进展、入渗率及剖面
含水率变化情况等方面来探讨粉煤灰改良沙土的效果和粉煤灰改良沙土后水分物理性质的变化情况, 以期为黄河内蒙古段沙化区粉煤灰改良沙土提供技术支撑.
致使黄河两岸耕地严重沙化. 沙化土壤的水力特性十分不利于农业生产和植被生长, 致使该地区土壤
生产力低, 农牧民丧失了赖以生存的基本资料. 同时, 该地区土壤风蚀现象也十分严重, 造成土壤表
层有限的营养元素流失, 地表结构破坏, 产生了一系列生产、生活和生态环境问题(杨根生等, 2004;
Zhu et al. , 2007; Zhao et al. , 2005) . 黄河内蒙古段两岸沙化区具有分布面积广、厚度大、沙化严重的特点, 因此, 在沙化区寻找省时省工、成本低、有效的沙土改良技术, 对沙化区农业生产和生态环境的改善具有重要意义.
粉煤灰是燃煤排放的废弃物, 其性质因原煤及燃烧工艺不同而略有差别, 总体上表现出粉煤灰颗
粒中70% ~ 90% 是玻璃态球体, 且具有粒径小、活性高、吸附能力强、富含微量元素并兼有少量重金
属的特点( Pathan et al. , 2003; K alinsk i et al. , 2006;Adriano et al. , 2001; 吴家华等, 1995). 目前, 黄河流域内蒙古段沿岸建有众多燃煤电厂, 粉煤灰年产出量巨大, 且有逐年增加的趋势. 除少量粉煤灰应用于建筑和建材外, 大量粉煤灰都以堆放形式存在,这不仅浪费了土地资源, 而且经过风化及大气降水的淋溶作用, 粉煤灰中的有毒重金属元素会渗入地下, 导致土壤、地表水体及浅层地下水的污染( Kump iene et al. , 2001; Gupta et al. , 2007) . 同时,粉煤灰中的玻璃态微珠极易受到风蚀, 被风扬起的粉煤灰会造成不同程度的大气污染. 目前, 有关粉煤灰在农业上的应用研究已有报道( Pathan et a l. ,2003; Adriano et al. , 2001; 吴家华等, 1995) , 主要是利用其具有投资小、施用措施简单、利用量大等特点. 研究表明, 利用粉煤灰改良沙质土壤可以有效减小入渗率, 降低水力传导度, 增加土壤含水率.Pathan 等( 2003)采用两种沙土和5种来自不同电厂的粉煤灰进行室内研究, 结果表明, 沙土中添加粉煤灰可使土壤持水能力增加3倍, 而土壤导水率较沙土降低105~ 248 倍. Gangloff等( 2000)研究发现, 在沙土地土壤表层施加粉煤灰可使入渗率减少80%, 186h的观察结果表明, 施用粉煤灰的土壤含水率明显高于对照. 同时, 该研究还指出, 土壤改良后, 作物产量的提高主要得益于入渗率的减少和有效水含量的增大. Yunusa等( 2006)研究发现, 粉煤灰改良沙土可以降低水力传导度25% , 同时改善土壤田间持水量. Chang 等( 1977)在实验室和温室条件下研究了沙质土壤在添加粉煤灰后土壤水分特征、含水率和导水率的变化情况, 结果发现, 粉煤灰和沙土按1B4(体积比)混合可增加土壤持水性4% ,导水率从6cm# h- 1减少为2cm# h- 1, 这表明粉煤灰非常有利于减少作物根层排水. 因此, 利用内蒙古境内丰富的粉煤灰资源改良沙土可能是一条有效途径.
基于此, 本研究试图通过室内圆柱模拟试验,从粉煤灰施用后的土壤湿润锋进展、入渗率及剖面
含水率变化情况等方面来探讨粉煤灰改良沙土的效果和粉煤灰改良沙土后水分物理性质的变化情况, 以期为黄河内蒙古段沙化区粉煤灰改良沙土提供技术支撑.
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