PAM控制土壤风蚀的风洞实验研究
PAM对土壤抗风蚀能力的影响
[ ]L m nc , a ua aual ocr n xt no ei 4 o eikTF TT m r.N t l cur gf ao ncs ry i i i —
u .3 nsdm nso cs i r i『 S iSineS— m 17o e iet fautn o gn J + o cec o l re i 1 l
风蚀 情况。研 究发现 ,A P M施 用量为 0 2gm . / 和 6gm / 时可分别抵御 1 / 8m s的净风 和挟沙风 而使 土壤 不发 生风蚀 , 施 用量为0 1g m . / 时可使 净风风蚀率 降低 9 % 一 8 , 用量 为4 m 0 9% 施 且地 面坡度 不超 过 1。 可以抑 制 1 / 的挟 沙 O时 8m s 风 而使土壤 不发 生风蚀 , 用量为 2s m 施 / 时可使挟 沙风风蚀率 降低 2 % 一 9 。 3 9%
ee y o it f Ame c r c e i g ,1 6 i r a P o e d n s 9 5,2 3 3—3 6 9: 8 8 +
[ 参考文献 ]
[ ]Rt i J .”C s s m t gsieoin3 er or- 1 ihe ’ suei et ai l rs :0yas f e c C n i n o o
土壤在干旱 和大风 频发的条件 下极 易发 生风 蚀 , 风蚀使 土 壤养分降低 , 壤结构变 劣, 土 加快 了土壤 荒漠化速度 , 且还会 并
点 以确保计算结果 的准确 性 , 其结果 缩小 了可 以选作参 考点 的
~
2 33.
区域面积 , 增加了参考 点 的选取 难度 , 同时 也 降低 了多 区域 选 取 多个参考 点以减少 背景值计算误 差 的可 能性 , 影响 了在 进而
一种土壤风力侵蚀过程模拟实验装置及实验方法
一种土壤风力侵蚀过程模拟实验装置及实验方法
我们提出了一种新型的土壤风力侵蚀过程模拟实验装置和实验方法,该装置采
用先进的技术手段通过对复杂空气流动场中的尘土运动行为及其两样(土壤材料和气体或液体)的运动进行时间内交互作用的模拟。
实验装置的主要结构包括一个由高质量球片和防水构件组成的沙箱、气流箱及其配件,其中沙箱分为正反两个部分,气流箱里面设置有实测的洋流条和线性气速变化器,系统可实现气流箱内的洋流带及风速等参数的调节。
实验方法分为六个部分:初始沙箱调整、模拟土壤风力侵蚀观测、沙箱参数测量、统计分析、照片解析和现场控制等。
该实验装置能够准确而及时地模拟出在尘土受气流作用下不同空间变化条件下,研究对象表现出的侵蚀过程及其变化规律。
该装置和实验方法具有高精准性、精度可控、时间灵活性的特点,它们能够有效解决地貌形成过程中的风力侵蚀过程分析和估算问题,为研究地貌形成过程中的土壤风力侵蚀提供了可信的实验依据。
不同PAM施用方法对土壤入渗和侵蚀的影响
1.1 试验材料 试验所采用土壤取自以色列内盖夫(Negev)北部的
Nevatim,土壤为粉砂壤土。土壤样品取自表层耕作层(0~ 250 mm),土壤样本自然风干后,过 4.0 mm 筛装入试验 盘,土壤层厚为 25 mm,底部装一层 5 mm 厚的粗沙,装 盘土壤的体积质量接近耕地自然状态为 1.39 g/cm3。土壤 中主要的可置换阳离子是钙离子,交换性钠百分比(ESP) 较低。蒙脱石是土壤的主要成分,占 60%,并伴随有伊 利石、高岭土和方解石,该土壤黏粒质量分数 22.5%、粉 粒质量分数 36.2%,有机物质量分数较低,通常易形成土 壤结皮。各种指标分析都采用标准分析方法[11-12])。所选 土样的物理及化学指标详见表 1。
CaCO3 质 OM 质量
量分数 分数 (g·kg-1) (g·kg-1)
砂壤土 22.5 36.2 41.3
17.7
2.10 182
1.2
注:CEC —可交换阳离子量;ESP —可交换钠百分量;OM —有机物质。
试验采用干粉状、乳胶态和溶解态 3 种不同形态 PAM。PAM 材料为以色列一家公司生产的 3 种产品 (A110、A100、A130),3 种产品成分一样,都为阴离子 型、分子量为 1.2×106,但 3 种 PAM 水解度有所不同, A100 为 15%,A110 为 20%,A130 为 30%。试验所用矿 石膏(Gypsum,G),来自于以色列北部一个天然石膏矿 区,主要成分 CaSO4 的质量分数为 95%,经过筛分,取 用颗粒粒径小于 2 mm 的颗粒。
0 引 言
中国北方旱作农业区降雨较少、比较集中,加之土 壤有机质含量低,在降雨过程中,易形成土壤结皮,引 起地表径流与土壤侵蚀。大量研究证明:使用土壤调理 剂(polyacrylamide,PAM)可以显著降低土壤结皮,减 少地表径流和土壤侵蚀[1-5]。近年来,将溶解的 PAM 加入 灌溉水中被广泛用来防止土壤侵蚀、增加灌溉水入渗率, 这种方法也被广泛地应用于沟灌和喷灌[6-7]。在自然降雨 的情况下,PAM 必须在雨季来临之前施入到土壤表面, 发挥其水土保持功效。研究者[8]将干燥的颗粒状 PAM 溶 解在水中,按照 1 000 mg/L 的浓度制成 PAM 溶液,以 10~20 kg/hm2 的施用量喷施于土壤表面,提高稳定入渗 率一个数量级以上,成倍地减少地表径流,并进一步发 现将磷石膏与 PAM 溶液混合施用于土壤表面,更能增加 PAM 减少径流和土壤侵蚀的效果。
PAM和自然土壤的相互作用试验研究
1 实 验
1 . 1 材料 、 试剂 与仪 器
从 山东 、 江西 采集 了 4种深 土层 的土样 , 风 干后
过2 m m的筛子 , 备用。P A M, 美国氰特公司; 磷酸钠 ( 分析纯) 、 甘油 ( 分析纯 ) 、 氯化镁 ( 分析纯 ) 、 醋酸 铵( 分析纯 ) , 天津 市福 晨化 学试 剂厂 。 P A M1 分子 量为 1 5×1 0 。 g・ o t o l ~, 电荷 密 度 为
4 K 1 5型 台式 离心 机 , S I G MA; Z H WY一2 0 0 B型恒温
第2 3 卷 第4 期 2 01 3年 1 2 月
陕 西 国防 工业 职业 技 术 学 院学 报
J o u na r l o f S h a a n x i I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
Vo 1 .2 3 No .4 D e c .2 0 1 3
P A M 和 自然 土 壤 的相 互 作用 试 验 研 究
闫晓前。 , 张勋江2
( 1 . 陕西 国防工业 职业技术学 院 化学工程学 院 , 陕西 西安 7 1 0 3 0 2 ; 2 . 陕西化建工程有 限公 司 , 陕西 西安 摘 7 1 2 1 0 0 )
要: 通过选用不同电荷密度及 分子量的 P A M 分析研 究 了其对 区域性 自然土壤 凝聚作 用的影 响。结果表明 , 不
不 同电性 、 电量及 分子量 的 P A M 和纯净 粘 土矿
物的相互作用研究表明 : 影响粘土胶体絮凝与分散
的主要 因素 是 P A M 所 带 电荷 性质 和 电量 的大小 , 用 金 属 阳离子 抵 消粘土 颗 粒所 带 负 电 , 是 阴离 子 P A M 作 为凝 聚 剂 使 用 的先 决 条 件 。P A M 的 电性 和 粘 土
聚丙烯酰胺(PAM)对三峡库区紫色土坡面片蚀的影响
聚丙烯酰胺(PAM)对三峡库区紫色土坡面片蚀的影响肖海;向瑞;刘畅;叶朝欢;高峰;张伦;夏振尧;崔磊【期刊名称】《水土保持学报》【年(卷),期】2022(36)5【摘要】设置不同PAM施加量(0,0.4,0.8,1.6 g/m^(2)),在不同坡度(15°,20°,25°)条件下开展不同雨强(60,90,120 mm/h)的模拟降雨试验。
研究不同PAM施加量紫色土坡面片蚀产流产沙过程及其对产流产沙量的影响程度和主要因素,并分析了PAM对坡面片蚀可蚀性的影响。
结果表明:坡面产流过程呈现先持续增加后趋于波动稳定的变化趋势,产沙过程则呈现先迅速减少并趋于稳定的变化趋势,PAM对片蚀的产流产沙过程变化趋势没有影响。
和空白对照组相比,PAM施加量为0.4,0.8,1.6 g/m^(2)的产流总量平均分别减小7.71%,35.16%,21.12%,产沙总量平均分别减小35.80%,49.39%,17.85%,PAM施加量为0.8 g/m^(2)时产流总量和产沙总量最小。
同种雨强下,不同施加量减流效益的大小顺序为0.8 g/m^(2)>1.6 g/m^(2)>0.4 g/m^(2),而减沙效益则受到坡度影响,在15°坡面减沙效益大小顺序是0.8 g/m^(2)>1.6 g/m^(2)>0.4 g/m^(2),在20°和25°坡面减沙效益大小顺序为0.8 g/m^(2)>0.4 g/m^(2)>1.6 g/m^(2)。
施加PAM能有效降低片蚀可蚀性,与空白对照组相比,施加PAM后降低效果依次为0.8 g/m^(2)>0.4 g/m^(2)>1.6 g/m^(2),片蚀可蚀性依次降低54.40%,40.94%,18.21%。
【总页数】6页(P32-37)【作者】肖海;向瑞;刘畅;叶朝欢;高峰;张伦;夏振尧;崔磊【作者单位】三峡库区地质灾害教育部重点实验室;三峡大学土木与建筑学院;水电水利规划设计总院【正文语种】中文【中图分类】S157.1【相关文献】1.植物根系对三峡库区消落带紫色土崩解性能的影响2.农用肥对三峡库区紫色土小流域氨挥发及氮收支的影响3.农用肥对三峡库区紫色土小流域氨挥发及氮收支的影响4.香根草植物篱对三峡库区坡地紫色土侵蚀的影响5.坡度对三峡库区紫色土坡面径流侵蚀的影响分析因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
不同PAM施用方法对土壤入渗和侵蚀的影响
不同PAM施用方法对土壤入渗和侵蚀的影响于健;雷廷武;I.Shainberg;张俊生;张季平【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2010(026)007【摘要】施用土壤调理剂PAM可增加入渗率和减少土壤侵蚀,为了研究不同PAM 形态与施用方法对施用PAM效果的影响,该文对3种形态的:PAM(溶胶态、溶液与干粉状)以及干粉PAM与石膏混合的2种施用方法进行了试验.结果表明,3种不同形态PAM均能够显著增加土壤入渗、减少侵蚀量.与对照相比,喷洒溶胶和溶液PAM可分别提高土壤稳定入渗率1.0~2.5、1.7~2.8倍,直接施用干粉PAM可提高0.25~1.8倍.综合比较干粉PAM的两种施用方法,地表直接撒施干粉比与土壤混合效果略好一些,与石膏联合施用可明显提高干粉PAM增加入渗效果,并且增加幅度随着石膏混合量增加而增加.地表直接撤施干粉PAM,与对照相比减少土壤侵蚀量最大约80%,可达到施用溶胶态与溶液PAM减少侵蚀相同的效果.干粉PAM 与表层土壤混合施用将降低PAM减少侵蚀的效果.增加石膏掺入量町以加强干粉PAM增加土壤入渗、减少径流的效果,但会降低减少土壤侵蚀的作用.综合比较3种形态PAM及干粉PAM施用方法对入渗与侵蚀的影响,直接使用干粉PAM不仅具有较好效果,且施用方法简单易行,适合在旱作农业区推广使用.【总页数】7页(P38-44)【作者】于健;雷廷武;I.Shainberg;张俊生;张季平【作者单位】内蒙古水利科学研究院,呼和浩特,010020;中国农业大学水利与土木工程学院,北京,100083;以色列农业发展中心,50-250;内蒙古水利科学研究院,呼和浩特,010020;内蒙古水利科学研究院,呼和浩特,010020【正文语种】中文【中图分类】S278【相关文献】1.闽南土壤侵蚀与退化研究Ⅱ.土壤侵蚀对土壤水分入渗和主要化学性质的影响 [J], 蔡志发;林敬兰;黄炎和;黄德川2.PAM对土壤入渗量和抗侵蚀能力的影响 [J], 林雪松;屈忠义;陈鸿福3.PAM特性对砂壤土入渗及土壤侵蚀的影响 [J], 于健;雷廷武;Isaac Shainberg;张俊生;张季平4.PAM与不同土壤调理剂混合施用对降雨入渗和土壤侵蚀的影响 [J], 于海龙;于健;李平;张俊生;李玉兰;唐德强5.滴灌施肥条件下PAM不同施用方式对土壤水肥分布特性的影响 [J], 吕桂军;袁巧丽;刘艳伟;刘小刚因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
农田土壤风蚀防治技术研究进展
第47卷 第2期2021年6月内 蒙 古 林 业 科 技JournalofInnerMongoliaForestryScience&TechnologyVol.47No.2Jun.2021 收稿日期:2021-03-08 修回日期:2021-03-24 资助项目:国家重点研发计划项目“不同气候区新材料研发、筛选与施配技术及效果研究”(2018YFC0507101) 作者简介:杨宇(1995—),女,吉林白城人,硕士研究生,从事荒漠化防治研究。
E-mail:Y18504364607@163.com 通讯作者:高永(1962—),男,内蒙古包头人,博士,教授,从事荒漠化防治研究。
E-mail:13948815709@163.com农田土壤风蚀防治技术研究进展杨宇1,高永1,袁立敏2,张帆3,石国青4,陈家欢1(1.内蒙古农业大学沙漠治理学院,内蒙古呼和浩特010011;2.内蒙古自治区林业科学研究院,内蒙古呼和浩特010010;3.内蒙古自治区林业和草原局综合保障中心,内蒙古呼和浩特010010;4.内蒙古自治区林业监测规划院,内蒙古呼和浩特010020)摘 要:通过文献计量学的方法对我国农田土壤风蚀防治技术的研究进展、研究热点进行了检索与分析,将农田土壤风蚀防治技术分为保护性耕作措施、机械措施、生物措施、化学措施4种类型。
目前,我国农田风蚀防治技术研究还处于发展阶段,主要开展以生物措施(农田防护林)为基础、保护性耕作措施(秸秆还田)为主、机械措施为辅、化学措施为新的发展趋势等相关研究。
为遵循国家关于保护性耕作行动计划的新要求,应侧重加强环境友好型、低成本、高效性的土壤风蚀防治技术研究。
关键词:CiteSpace;土壤风蚀;风蚀防治;保护性耕作中图分类号:S157.1 文献标识码:A 文章编号:1007-4066(2021)02-53-05ResearchProgressonSoilWindErosionControlTechnologyinFarmlandYANGYu1,GAOYong1,YUANLi-min2,ZHANGFan3,SHIGuo-qing4,CHENJia-huan1(1.CollegeofDesertControlScienceandEngineering,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot010011,China;2.InnerMongoliaAcademyofForestry,Hohhot010010,China;3.ComprehensiveSupportCentreofInnerMongoliaForestryandGrasslandAdministration,Hohhot010010,China;4.InnerMongoliaForestryMonitoringandPlanningInstitute,Hohhot010020,China)Abstract:ThroughsearchingandanalyzingtheresearchprogressandresearchhotspotaboutsoilwinderosioncontroltechnologyinfarmlandinChinabyuseofbibliometrics,thetechnologyisdividedintofourtypes:tillagemeasure,mechanicalmeasure,biologicalmeasureandchemicalmeasure.Atpresent,theresearchonwinderosionpreventionandcontroltechnologyoffarmlandinChinaisstillatadevelopingstage,therelevantresearcheshavebeencarriedoutwithtakingbiologicalmeasure(farmlandshelterbelt)asthebase,dominatedbytillagemeasure(strawreturning),supplementedbymechanicalmeasureandchemicalmeasureasnewdevelopingtrend.InordertofollowthenewrequirementsofNationalActionPlanonConservationTillage,moreattentionsshouldbepaidtotheresearchonenvironment-friendly,low-costandhigh-efficiencysoilwinderosioncontroltechnology.Keywords:CiteSpace;soilwinderosion;winderosioncontrol;conservationtillage 土壤风蚀主要是指在风力作用下土壤表层发生剥蚀、分选、搬运,造成风蚀地块土壤细颗粒物流失,并导致土壤沙化、肥力下降、结构性差等土地退化现象[1]。
土壤风蚀测试系统
土壤风蚀测试系统发布时间:2021-05-10T10:08:30.790Z 来源:《基层建设》2021年第1期作者:赵芳[导读] 摘要:土壤风蚀导致土地沙漠化的进程,严重威胁着人类赖以生存的生活环境,为了保护环境做好防风治沙工作,利用可移动式风蚀风洞对土壤风蚀进行研究,设计采用虚拟仪器编程语言LabWindows/CVI为开发平台,面板包括的内容有风速测定和输沙量测定等,系统集风速采集、运算和分析于一体,提升了土壤风蚀研究的自动化程度。
内蒙古建筑职业技术学院呼和浩特 010070 摘要:土壤风蚀导致土地沙漠化的进程,严重威胁着人类赖以生存的生活环境,为了保护环境做好防风治沙工作,利用可移动式风蚀风洞对土壤风蚀进行研究,设计采用虚拟仪器编程语言LabWindows/CVI为开发平台,面板包括的内容有风速测定和输沙量测定等,系统集风速采集、运算和分析于一体,提升了土壤风蚀研究的自动化程度。
关键词:土壤风蚀;LabWindows/CVI;风速;输沙量 0引言在我国干旱半干旱地区范围较广,约占全国总面积的一半以上,受气候等因素的影响,土壤风蚀呈现一定的规律性,如北方地区受季节影响较大,冬季春季较强,夏秋季较弱,符合降水量年分布规律。
土壤风蚀主要是外力即风作用于地表而引起的尘土和沙石的飞扬、跳跃和滚动的过程,对农作物有一定的影响,同时也加快了土地沙漠化的进程。
本文对土壤风蚀的研究主要是利用风洞实验,对样本采取模拟自然风吹,分析实验前后土壤风蚀的变化,从而估算风蚀量,对研究北方地区土壤风蚀的变化及防风治沙有重要意义。
本研究选用的是内蒙古农业大学自行研制的0FDY-1.2型可移动式风蚀风洞,该风洞既可在室内也可在野外真实地表模拟风吹,通过模拟气流流过实物的流态,评价不同地区地表土壤抗风蚀的能力。
1系统硬件的组成1.1风洞风洞采用内蒙古农业大学自行研制的0FDY-1.2型可移动式风蚀风洞,风洞由风机段、收缩段、实验段、蜂窝器、平行棒栅、阻尼网等构成,风洞截面高1.2m,宽1.0m,实验段长度是7.2m,风速范围是0~20m/s。
风蚀风洞排沙器设计与性能试验
�张胜邦等 通过风洞 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ拟
实验发现, 净风对土壤 风蚀作用 较小, 挟沙风作 用下 风蚀强烈[7] �移小勇等的研究结果表明,挟沙风会不 同程度地降低土壤地表结构的临界起沙风速 , 使土壤 [8] 变得更易风蚀 �芦贵君等通过风洞实验得出, 挟沙 气流下的风蚀量大 于净风条 件下的风 蚀量[9]�也有 研究者做了挟 沙风对农田土 壤风蚀影 响方面的 相关 研究[10
[6 ]
1
排沙器的总体结构特征及工作原理
[14] 排沙器 主要由 6套螺旋式窄外 槽轮排沙器部 件� 排沙漏斗 � 排沙管及带轮传动系统组成 , 结构如图
1 所示� 排沙器的沙箱内有 6个螺旋式窄外 槽轮, 且 位置可以 轴向 调整 ; 每 个排 沙漏 斗分 别与 排沙 管相 接, 从风洞顶插入 风洞内, 排沙管 离风洞底 面的高度 可以调整 �
2012 年 10 月
农机 化 研 究
第 10 期
风蚀 风 洞 排 沙 器 设计 与 性 能 试 验
冬
a b 梅 ,赵士杰 ,陈 b c b 智 , 孙 悦 超 , 侯占 峰
( 内蒙 古 农 业 大学 a.能 源 与 交通 工 程 学 院 ; b.机 电 工 程 学 院 , 呼和浩特 包头 摘 014109 ) 要:
1 .排沙器轴 收稿日期 : 2012-02-21 1013) ; 内蒙古 自然科 学基 金 基金项目 : 国 家自然科学基金 项目 ( 40 8 6 07 ) 项 目 ( 2010 BS0 6 作者简介 : 冬 梅 ( 19 79-) , 女 ( 蒙 古族 ) , 内蒙古 通辽人 , 讲师, 硕士 , 通讯作者 : 陈 ( E -m a il )l i ang dong me i_ 2007@ 126 .com � 2-) , 智 ( 19 6 男, 内蒙 古察 右前 旗人 , 教授 , 博士 , 硕士 ( E -m a i l) ch z6 6 53@ s oh u. com � 生 导师 , 6 .电源 2.沙箱 3. 螺旋式窄外槽 轮 8 .变频器 4 .排沙漏 斗 5.排沙管 7 .电源开关 图1 F ig .1 9 .电动机 10 .带轮传动
风蚀坑土壤风蚀控制与植被恢复技术
沙丘风蚀坑是沙质草原区沙丘活化的明显标 志,同时也是固定沙地沙漠化的主要发生类型和表 现形式。而“风蚀坑”(blowout)是 Melton(1940年) 描述沙面受风蚀凹陷而形成抛物线沙丘时首次使 用。固定沙地活化是指固定沙地或沙质草原受到 人 为 破 坏 后 ,土 层 下 伏 的 风 沙 土 裸 露 的 过 程 ,并 使 地 表 呈 现 出 斑 块 破 碎 、扩 展 以 及 局 部 沙 化 、形 成 风 蚀 坑 等 特 征 ,并 直 接 导 致 沙 地 面 积 扩 展 ,最 终 呈 现 出较密集的 斑 点 状 流 沙 分 布 的 景 观,而 这 些 流 沙 都是以丘间风蚀洼地和固定沙丘活化风蚀坑开始 发展的。所 以,针 对 浑 善 达 克 沙 地 固 定 沙 丘 活 化 问 题 ,围 绕 “生 态 破 口 ”(或 称 风 蚀 坑 )控 制 风 蚀 积 沙 过 程 ,采 取 工 程 固 沙 措 施 和 植 物 治 沙 技 术 、人 工 促进技术和 近 自 然 修 复 技 术 等,促 进 风 蚀 坑 植 被
收稿日期:2019 01 23 基金项目:国家重点研发助 作者简介:闫德仁(1962-),男,内蒙古通辽人,研究员,博士,研究方向:沙漠治理。
2
内 蒙 古 林 业 科 技
第 45卷
风日数为 69.8d,最 大 风 速 为 24m/s。年 日 照 时 编制的白色纱网。网片宽度 50cm,长度 50m。采
WindErosionControlandVegetationRestorationinBlowout
YANDe-ren,HUANGHai-guang,HUXiao-long,YUANLi-min
(InnerMongoliaAcademyofForestrySciences,Hohhot010010,China)
聚丙烯酰胺防治土壤侵蚀的持效性研究
[ ]马祥庆 , 6 黄宝龙. 人工林地 力衰退 研究 综述 [ ] 南 京林业 J. 大学学报 : 自然科学版 ,9 7 2 ( ) 7 8 . 19 ,1 2 :7— 2 [ ]杨玉盛 , 7 陈光 水 , 锦升. 方林 业经 营措施 与 土壤 侵蚀 谢 南 [ ] 水土保持通报 ,0 0 2 ( )5 J. 2 0 ,0 6 :5—5 . 9 [ ]王晗生 , 8 王青 宁. 被建 造技 术取 向 [ ] 西北 植 物学 报 , 植 J.
[ 关键词 ]水土流 失; 化学措 施 ; 丙烯酰胺 ; 效性 聚 持 [ 摘 要 ]采 用化 学措施 防治水土流 失已成 为一个新 的研 究领 域并 受到研 究者 的广泛关 注。对 具有防治 水土流 失作用 的 高分子聚合物—— 聚丙烯酰胺 最优 剂型的适宜用量进行 室 内试验研 究 , 出聚 丙烯 酰胺能保持 减少土壤流 失量 5 % 得 0
1 7 —21 8 6.
[2 1 ]徐化成 . 业 的 目标 、 则 和发 展道 路 [ ] 世界 林业 研 林 原 J.
究 ,9 14 1 :9— 4 19 , ( ) 2 3 .
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兴 起 [ ] 世 界林 业 研 究 ,9 14 4 : 5 J. 19 ,( ) 8—1.
2 0 , 1 1 ) 3 2—3 7 0 5 2 ( 2 :8 8.
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不同浓度聚丙烯酰胺_PAM_防治土壤侵蚀的试验研究_潘德峰
不同浓度聚丙烯酰胺(PAM)防治土壤侵蚀的试验研究潘德峰1,闫少锋2,3(1.江苏省沿海水利科学研究所,江苏东台224200;2.河海大学南方地区高效灌排与农业水土环境教育部重点实验室,江苏南京210098;3.江苏省水利科学研究院,江苏南京210017)[关键词]粉质砂壤土;PAM;土壤侵蚀;降雨;江苏沿海地区[摘要]采用江苏沿海地区的粉质砂壤土,对不同用量聚丙烯酰胺(PAM)防治土壤侵蚀的效果进行室内试验,以探讨通过施加PAM抑制土壤侵蚀的最佳比例。
试验结果表明:PAM浓度在0 10ɢ范围内时,土壤产流时间随着PAM浓度的升高而提前,浓度大于10ɢ后,土壤产流时间又有所推迟;试验土壤经PAM处理后入渗率降低,这与部分研究结论有所不同;PAM在0 5ɢ浓度范围内时,对抑制土壤侵蚀作用明显,当浓度大于5ɢ后,抑制作用不再增加。
[中图分类号]S157.1[文献标识码]A[文章编号]1000-0941(2014)06-0032-03作为一种有效的土壤改良剂,聚丙烯酰胺(PAM)具有改善土壤条件、降低土壤侵蚀的作用,但是目前学术界就其对土壤的影响机制存在不同的观点,比如有的研究人员进行了室内模拟试验,结果表明PAM对增加降水入渗、减少地表径流、降低土壤侵蚀具有很好的作用[1-2];有的用2种不同的土壤进行试验,结果发现PAM对土壤入渗率的影响有着截然相反的效果,一种土壤用PAM处理后提高了入渗率,另一种则相反[3]。
江苏沿海地区农业区土壤有机质含量低、保水性差、黏性小,加之该地区雨量充沛,集中降雨较多,在强降雨过程中容易引发水土流失。
水土流失会带走大量土壤养分,降低耕地质量,破坏生态环境,对农业的可持续发展构成了严重威胁。
目前,田间水土流失的治理主要有工程措施、生物措施、农业措施等,但存在或投资大或周期长或见效慢等问题[4]。
我国于20世纪80年代开始对聚丙烯酰胺(PAM)进行研究,目前PAM 的实际应用还处在探索阶段,但大量的研究表明,PAM 在防治土壤侵蚀方面应用前景广阔[5]。
聚丙烯酰胺防治土壤侵蚀的持效性试验研究
宜 品系试验研究 [] T. 中国水土保持 , 0 ( )4 5 2 98 :- . 0 [] 5 夏海 江 , 志刚 . 臧 聚丙烯 酰胺 防治 水土流失适宜用量试 验研究 [] T. 吉林水 利 ,09 1 )2 — 1 20 (0 :0 2 .
区土壤侵蚀量, 其土壤侵蚀量累计值是对照小区土壤侵蚀
耙子 反复耙 拉 5次 , 静置 1h 进 行下一 次降雨 重复 。共 8 ,
作为 试验土样 。经 调查 , 择确 定辽 北地 区的棕 壤土和辽 选 西地 区的褐土 两种 土样 。将 土样运达 试验 室 , 前测 定 试验
・
次重复 。 统 计分析 各小区径流 量和 土壤侵蚀量 。
足 。近年 来 , 学措 施 防治水 土流失 已成 为一个 新的研 究 化 领域 。高 分子聚合 物 聚丙烯 酰胺作 为 絮凝剂 、 井泥 浆处 钻 理剂、 水剂、 堵 织物 处 理 剂、 纸力增 强 剂 、 土壤 结构 改 良剂 等已经广 泛应用 于水处理 、 石油钻 探 、 炭地 质 、 煤 纺织 造纸 及农业土壤改 良。为了深 入研究聚丙烯 酰胺防治水 土流失 的作用 , 开展 了大 量的室 内试验 、 田间试 验和 示范应 用 , 取
失 带走 了大量 的 土壤 水分 和 养分 , 降低 了 耕地 质量 , 破坏
了生 态环境 , 对农业 的可持续 发展构成严 重威胁 。目前 , 治 理 田 间水土流 失 主要 从 工程 措施 、 生物 措 施 、 业措 施 等 农
 ̄ g cm
辽西褐土 砂壤 2 9 1 7 . . 4 1
水生态环境
[ 文章编号 ]02—0 2 (0 2 0 —0 1 一O 10 6 4 2 1 )3 0 2 1
东北水利水电
沙区农田保护性措施防蚀机理的风洞模拟实验研究的开题报告
沙区农田保护性措施防蚀机理的风洞模拟实验研究的开题报告一、研究背景及意义:沙区的农田保护性措施对于解决风蚀、水蚀等问题,减轻水土流失和保护生态环境具有重要意义。
然而,在实际应用中,由于缺乏科学的研究和验证,缺乏实践经验的总结,导致农田保护性措施的种类和施工方案缺乏规范性、标准化,并且存在巨大的局限性。
因此,研究沙区农田保护性措施的防蚀机理,以及相关技术的应用效果,对于指导工程实践具有重要的现实意义与应用价值。
二、研究目的:本研究旨在通过对沙区农田保护性措施的风洞模拟实验研究,深入分析沙区风蚀对农田保护性措施的破坏机理,探讨优化农田保护性措施的施工方案及其防蚀效果,提出一套适合沙区农田保护性措施的施工方案和技术标准,为减轻水土流失、保护生态环境、推进沙漠化治理提供科学依据。
三、研究内容:1. 调研沙区农田保护性措施的现有技术标准及其应用效果。
2. 建立沙区农田保护性措施的风洞模拟实验室,设计符合实际工程情况的模型,并对模型参数进行测试。
3. 根据设定的实验方案,进行农田保护性措施防蚀机理的风洞实验研究,记录实验数据,并分析数据得出结论。
4. 基于实验结果,优化沙区农田保护性措施的施工方案,并制定一套适合沙区的农田保护性措施的相关技术标准和建议书。
四、研究方法:1. 文献调研及分析法:搜集沙区农田保护性措施的现有技术标准及其应用效果等相关文献资料,并进行深入分析。
2. 风洞模拟实验法:建立符合实际工程情况的农田保护性措施防蚀机理的风洞模型,模拟水平和垂直风速对措施的影响。
3. 数学模型及统计分析法:根据风洞模拟实验数据,通过数学模型和统计分析方法进行处理和分析,得出实验结果,并探讨其机理和规律。
五、预期结果:通过本研究,预计取得以下成果:1. 对沙区农田保护性措施的现有技术标准及其应用效果进行了探讨和分析。
2. 建立了符合实际工程情况的农田保护性措施防蚀机理的风洞模型,通过实验验证了农田保护性措施在风蚀环境下的防蚀效果。
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含水量 (干燥程度) 为 9% , 7% , 5% , 3% 四个水平。
为了研究前期积存在土壤里 PAM 是否对土壤抗风蚀能力有进一步的影响, 本研究还在土壤表面 PAM 用
பைடு நூலகம்
量为 2 g m 2、干燥程度为 3% 的条件下进行了吹蚀试验。即覆盖 PAM 的土样进行吹蚀试验完毕后, 让土盒中的
土壤自然风干过 2 mm 筛, 再次制成表面覆盖 PAM 的土样, 以备试验。这样依次共进行 4 次吹蚀试验, 观察前
第 21 卷第 2 期 2007 年 4 月
水土保持学报 Journal of So il and W ater Con servation
PAM 控制土壤风蚀的风洞实验研究①
V o l. 21 N o. 2 A p r. , 2007
和继军1, 2, 蔡强国13 3 , 唐泽军3
(1. 中国科学院 地理科学与资源研究所, 中国科学院 陆地水循环与地表过程重点实验室, 北京 100101; 2. 中国科学院 研究生院, 北京 100049; 3. 中国农业大学 水利与土木工程学院, 北京 100083)
W ind Tunnel Exper im en ta l Study on So il W ind Erosion Con trol w ith PAM
H E J i2jun1, 2, CA I Q iang2guo13 3 , TAN G Ze2jun3
(11 Institu te of Geog rap h ical S ciences and N atu ral R esou rces R esearch, K ey L aboratory of W ater C y cle & R elated L and S u rf ace P rocesses, CA S , B eij ing 100101; 21 G rad uate S chool of the C h inese A cad em y of S ciences, B eij ing 100049; 31 C olleg e of W ater C onservancy and C iv il E ng ineering , C h ina A g ricu ltu ral U n iversity , B eij ing 100083)
~ 30 m s。 风蚀量由 TCS- 30- W 型电子称, 其最大称重 30 kg, 最小称重 10 g, 精确到 015 g。
试验用土取自小井卜试验区
表 1 土壤粒级 (mm ) 组成
%
旱作农田, 共 2 种, 一种为壤土, 一 种为砂壤土, 它们的颗粒组成采用 比重计法进行测量, 测量结果见表
絮链把土壤团聚体连接起来, 在土壤表面形成相对稳定的薄层, 从而减少土壤侵蚀[3, 4]。
213 试验设计
实验土壤分别按照农田的实际容重装入长、宽、高为 015m ×0124m ×0105m 的钢质沙盘中, PAM 按一定
比例溶于水形成 PAM 溶液, 掺在沙盘土壤的表层的中, 表面刮平, 放入风洞的测试部位以备实验。 测试 PAM
1 前 言
土壤风蚀是我国北方地区土壤退化的主要影响因素之一。 在内蒙古内陆河流域农牧交错区生态环境极其 脆弱, 耕作技术简单落后, 加上广种薄收这种粗放的耕作方式致使大面积的土地退化, 尤其在大风季节, 农田直 接裸露其下, 使广大农田在强烈的风蚀作用下土地表皮被严重剥蚀、沙化、粗化、营养物质严重流失, 从而使土 地更加贫瘠, 不仅严重影响了当地农业的可持续发展, 也使本地区的生态环境进一步恶化。
土壤风蚀是指一定风速的气流作用于土壤或土壤母质, 土壤颗粒发生位移造成土壤结构破坏、土壤物质 损失的过程, 实质是气流或气固两相流对地表物质的吹蚀和磨蚀过程[1]。 显然, 控制土壤风蚀有两个主要的措 施, 一是土壤表面覆盖 (包括植被) 阻断风力与土壤的直接接触; 二是改善土壤特性, 提高土壤颗粒间的粘滞吸 引力, 增强土壤的抗风蚀能力。 前者已有很多成熟的方法, 但是由于当地的生产生活条件决定了这种在土壤表 面大量覆盖植被或秸秆是不现实的; 对于后者, 关键是寻找一种成本低、使用方便、且不伤害植被和环境, 同时 又能很好地提高土壤颗粒间粘结力的材料。在大量控制土壤水蚀的研究中, 融解的 PAM (Po lyacrylam ide) 显示
① 收稿日期: 2006211223 3 3 通讯作者 基金项目: 973 国家重点基础研究发展计划资助 (2007CB407207) 作者简介: 和继军, 男, 生于 1979 年, 博士研究生。 主要从事土壤侵蚀、水土保持、流域侵蚀产沙模拟等方面的研究。E- m ail: hejiun_
200018@ 163. com
期积存在土壤里的 PAM 对土壤抗风蚀能力的影响, 试验采用 3 次重复, 吹蚀坡度为 5°, 风速为 14 m s, 吹蚀时
间为 20 m im。
3 结果与讨论
311 PAM 处理下土壤风蚀量随含水量的变化
PAM 可以以各种形式使用, 如干的颗粒, 溶液等。 可以喷洒, 也可以溶于灌溉水中, 但使用溶液形式是最 有效的, 特别是随后的恢复或干固期能够提高土壤的活力[6~ 8], 即 PAM 能够改善土壤结构, 增加土壤的团聚
土壤 壤土 砂壤土
1~ 0125 610 3111
0125~ 0105 0105~ 0101 0101~ 01005 01005~ 0100201002~ 01001
410
2210
2210
1810
610
2113
2218
618
218
115
< 01001 2210 1317
1。 初始含水量采用烘干法进行测量, 壤土的初始含水量为 1167% , 砂壤土的初始含水量为 1158%。
年均风速 4 m s, 年大风日数 38 天以上。在试点试区农耕地风蚀量 10 150 t (km 2·a) , 水蚀量 2 200 t (km 2·
a) , 年侵蚀模数达 12 350 t (km 2·a) , 土壤风蚀异常严重。
212 试验设备及材料
采用中国农业大学风洞试验室的风洞试验设备, 本实验设备由辅助风机、风室、喷嘴、稳流装置和测试装置
不同含水量 (干燥程度) 下的抗风蚀效果, 以及不同土壤在 PAM 处理下的风蚀作用的差异, 同时进行不加
PAM 相同含水量下的对比实验。
当地绝大部分农耕地是 5°以下的坡耕地, 并且大风风速多为 14 m s 左右, 所以实验采用固定风速 14
m s、坡度为 5°, 进行吹蚀实验。吹蚀时间为 20 m in, 采用 3 重复, PAM 设计为 2 g m 2 和 4 g m 2 两个水平, 土壤
等组成, 其中测试装置即风洞由 210 mm 厚的钢板和 40mm ×40mm 的角钢焊接而成, 其断面尺寸 (长, 宽, 高)
为高 9m ×1m ×0175m。风洞沿宽度方向被分割为 4 条小风道, 每一小风道的断面为高 0175m , 宽 0125m。风道
中风速由 QD F - 3 型热球风速记测量, 本仪器由热球式测头和测量仪表两部分组成, 其中测量风速范围: 0105
摘要: 风蚀是我国干旱、半干旱地区土壤退化的主要影响因素。本实验采用室内风洞实验, 研究了不同 PAM 处理 对土壤的风蚀控制效果。 实验土壤分别是黏粒含量为 2810% 的壤土和黏粒含量为 1512% 的砂壤土, 实验条件为 固定风速 14 m s、固定吹角 5°。研究表明, 对土壤表层覆盖 PAM 可以增加土壤的抗风蚀能力, 有效地减少土壤风 蚀, 增加 PAM 使用量可以进一步增加土壤的抗风蚀能力, 即 4 g m 2 PAM 用量的效果要好于 2 g m 2 PAM 的用 量; 前期累积在土壤中的 PAM 不能明显增加土壤抗风蚀的能力; 在水分和 PAM 的共同作用下, 黏粒含量高的土 壤的抗风蚀能力要强于黏粒含量低的土壤。 关键词: 农牧交错区; 土壤风蚀; 聚丙烯酰胺; 风洞试验 中图分类号: S15711 文献标识码: A 文章编号: 100922242 (2007) 0220012204
2 试验方法及材料
211 试验区概况
小井卜试验区位于察右中旗科布尔镇西南部小井卜子河, 属黄河一级支流大黑河流域地貌类型的土石山
区, 海拔 1 670~ 2 002 m。土壤类型主要为粟钙土、灰褐土、黑钙土。克氏针茅、冷蒿等干草原植被类型, 年均降
水量 360 mm , 一次最大 24 h 降雨 106 mm , 一次最大 12 h 降雨量 35 mm。年均气温 212℃, 无霜期 90 天左右。
PAM 是一种线性水溶性高分子聚合物, 固体时是白色的粉末非结晶固体, 能以任意比溶于水, 溶解的
PAM 对土壤的性质有着很好的改良作用, 并且具有很好的粘合性, 能明显地吸附着土壤表面的细小颗粒, 起着
类似于粘结物质的作用。PAM 可以粘结土壤的单颗粒形成大的土壤团聚体, 并通过 PAM 溶液网状结构的粘
Abstract: So il w ind ero sion is one of the m o st serious land degradation p roblem s in the arid and sem i2arid region s1 W ind tunnel experim en ts w ere conducted to R esearch the change p rocess of so il w ind ero sion w ith the change of PAM con tro lling the so il w ind ero sion under the condition of the con stan t w ind velocity of 14 s m and the con2 stan t blow n angle of 5°1 Tw o so ils w ere used in the p rocess of experim en ts, the clay con ten t of w h ich is 2810% and 1512% , respectively1 T he study results indicated that using PAM on the so il surface could enhance the capa2 b ility of so il avo id ing the w ind ero sion, at the sam e tim e, the effect of con tro lling w ind so il ero sion w ith 4 g m 2 PAM w as better than w ith 2 g m 2 PAM 1 T he p rophase PAM u sed in the so il cou ld no t increase the capab ility of so il avo iding the w ind ero sion m uch m o re1 So il w ith h igher clay con ten t has the h igher capability p reven ting so il from w ind ero sion than one w ith less clay con ten t under the together action of PAM and w ater1 Key words: agro2pasto ral area; so il w ind ero sion; PAM ; w ind tunnel experim en t