湿地处理盐碱地退水的水盐运移机理及数值模拟研究

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发表于 2022-7-18 15:35:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
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雅宝题库解析:
湿地处理盐碱地退水的水、盐运移机理研究是盐碱地改良和湿地生态修复的理论基础,目前,国内外学者的研究多集中在盐碱地的水、盐运移,而对盐碱地退水进入湿地系统后的水、盐迁移研究较少。本课题以松嫩平原盐碱地改水田工程为背景,以湿地处理盐碱地退水为研究对象,从以下几方面展开水、盐运移研究:首先,选取查干湖南湖湿地作为试验区,从时空两方面对退水中盐分的迁移规律进行分析。其次,建立湿地的水、盐平衡模型并分析水盐分布。最后,开展室内一维土柱实验,确立水、盐运移模型并利用Hydrus-1D软件进行模拟,分析对比土壤中的水、盐在模型、室内和实地实验中的迁移转化。(1)        实地实验得出退水的水、盐运移规律:①时间上,退水中的盐分随时间变化逐步下降,退水含盐量从5月份的1.28g/L降到9月份的0.98g/L,这与不同时期的退水量和降雨有关。底泥中的水盐含量随时间变化逐步增大,5月份底泥的水盐含量分别为0.9%和1.84g/kg,9月份分别升高到2.2%和2.29g/kg,表明水受压力水头作用在底泥中含量增大,而盐在底泥中有累积。②空间上,自排干、南湖湿地到南湖出水,盐分先升后降,排干和南湖湿地的含盐量分别为0.97g/L和1.12g/L,这与湿地植物的捕集效应形成盐分富集区有关。底泥的水盐含量随深度增加逐步减小,湿地表层泥土的水盐含量分别为2.4%和2.72g/kg,而50cm泥层水盐含量分别为1.2%和2.13g/kg,这与深层底泥的渗透性差和导水性低有关。(2)        建立蒸发-入渗型的水、盐平衡模型并分析湿地的水、盐分布:湿地水的补给主要来自排干,约占83.4%,水的迁移主要是流入北湖,约占58.3%,说明湿地的水平衡受退水量影响最大。②湿地中的盐分主要来自排干,约占95.0%,盐分的迁移主要是流入北湖和渗入底泥,分别占67.4%和28.6%,表明湿地盐平衡受退水、渗入底泥和流进北湖影响较大。(3)        开展室内一维土柱实验并进行水、盐运移模拟:①水运移采用Richards方程,盐运移采用对流-弥散方程,分析对比软件模拟结果、室内和实地实验结果显示:模拟结果和室内实验结果中的水、盐含量均随时间的变化逐步增大且幅度逐步减小;而实地实验中水变化较稳定,盐变化较大,这主要是由于湿地底泥中水、盐的运动变化是竖直、横向和侧向三维运动的合成,且与土壤特性和水的传导速率有关。②对比室内实验中水、盐的运移可知:水和盐随时间的变化具有一致性,但盐的变化具有一定滞后性。③对比室内盐碱土和非盐碱土的水、盐变化可知:非盐碱土通透性和导水性好,水、盐变化较快;盐碱土质细腻,导水性差,水、盐变化较慢,这与土壤的基本物理特性有关。综上所述,水和盐在湿地中的迁移受土壤性质、退水与径流量、水文、气候、湿地生物等因素影响。因此在大力开发松嫩平原盐碱地的同时,在明晰退水中水、盐运移规律的基础上加强对退水的治理,才能有效防治次生盐渍化的产生。





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