黄河水沙分离吸附剂优选及分离泥沙土壤改良效果研究

论文摘要

近年来滴灌作为农业领域主要推行的节水方式之一被大规模应用。但滴灌属于农业精细化灌溉,且滴灌系统灌水器孔径较小,容易发生物理、化学、生物等形式的堵塞,影响灌溉效率。如何利用新技术、新方法、新思路实现引黄灌溉地区的节水农业发展,已经成为引黄滴灌地区农业、水利等多学科研究重点。为解决直接利用黄河水滴灌及过滤后所产生的泥沙处理问题,本文通过室内试验及室外试验,设置不同泥沙含量及不同温度条件下的水质,优选出适宜于不同水质情况下的吸附剂;并采用室外滴灌平台试验,对滴灌带流量、均匀度等的变化进一步验证和分析;最后通过室内土柱及盆栽试验,研究分离沉淀的泥沙对沙土土壤保水保肥性的影响及机理。主要研究结果如下:（1）吸附剂使水质中浊度等指标有显著下降。滴灌所用水源含沙量小于5kg/m3,使用CS-001（杭锦2#土、活性炭等）吸附剂,用量为40g/m3～50 g/m3。水质含沙量高于5kg/m3时,应使用CS-005（高岭土、活性炭等）吸附剂,用量为80g/m3～90 g/m3。本文研究吸附剂絮凝泥沙最佳环境温度应维持15℃以上。（2）黄河水中泥沙含量近年来介于1kg/m3～1.5kg/m3之间,因此日常滴灌过滤使用CS-001（杭锦2#土、活性炭等）吸附剂。CS-001对不同含沙量下水体中浊度、总氮、总磷等指标都有去除净化作用,其中浊度平均降低97%。使用不同含沙量条件下的水质进行滴灌,经综合过滤设备处理后,对两种滴灌带灌水均匀度及其灌水平均流量降低程度进行分析,得出引黄滴灌过程中应使用管径更大（管径>16.2mm）的NETAFIM内镶贴片式滴灌带。（3）施用分离沉淀的泥沙能有效的改善沙土的水分含量。饱和含水量、田间持水量、毛管水含量均随分离泥沙施入量增加而增加。添加量为处理T4（100g/kg）沙土饱和含水量最高,相比对照处理提高53.1%;田间持水量相比对照处理提高74.2%。添加分离泥沙可以改善沙土的持水性,饱和导水率、土壤水分扩散率随分离泥沙施用量增加逐步减小。分离泥沙施用量100g/kg时,沙土持水性能得到最大提升。相同土壤负压下,分离泥沙含量越多土壤中含水率越大。（4）施用分离沉淀的泥沙能够显著提高沙土中各种养分含量。60g/kg和100g/kg分离泥沙施用量下,沙土中有机质含量增幅为57.8%～71.8%。分离沉淀的泥沙对番茄产量及生长调控具有显著正效应,施用量为60g/kg产量相比对照处理产量增幅最大,为93.8%,但分离沉淀的泥沙过多会导致产量增幅下降。因此,施加适量分离泥沙能够有效促进番茄植株在各个生育期内的株高、茎粗等的生长。综合分析,在回收利用分离泥沙改良土壤过程中,推荐最佳施用量为60g/kg。

论文目录

摘要

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1 引言

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 滴灌系统堵塞研究进展

1.2.2 滴灌系统过滤方式研究进展

1.2.3 土壤改良剂研究进展

1.3 本文研究目标

1.4 本文主要研究内容

1.5 本文创新点

1.6 技术路线图

1.7 试验区概况

2 无机吸附剂对不同含沙条件下黄河水吸附效果分析

2.1 材料与方法

2.1.1 试验材料

2.1.2 试验方法

2.2 结果与分析

2.2.1 不同水质条件下吸附剂种类选择

2.2.2 不同温度不同含沙量的泥沙沉降速率分析

2.3 讨论与小结

2.3.1 讨论

2.3.2 小结

3 基于无机吸附剂的黄河水滴灌抗堵塞试验研究

3.1 材料与方法

3.1.1 试验材料

3.1.2 试验方法

3.1.3 流量测试方法

3.1.4 堵塞发生特性评价指标

3.1.5 数据处理方法

3.2 结果与分析

3.2.1 滴灌平台过滤后水质分析

3.2.2 灌水器沿程流量变化

3.2.3 灌水器均匀度和系统相对平均流量变化

3.3 讨论与小结

3.3.1 讨论

3.3.2 小结

4 无机吸附剂分离黄河泥沙对沙土水分含量及水力特征参数的影响

4.1 分离的泥沙对沙土土壤水分含量的影响

4.1.1 试验材料

4.1.2 试验方法

4.1.3 分离的泥沙对沙土土壤水分含量的影响

4.2 分离的泥沙对沙土土壤饱和导水率的影响

4.2.1 试验方法

4.2.2 分离的泥沙对沙土土壤饱和导水率的影响

4.3 分离的泥沙对土壤水分扩散率的影响

4.3.1 试验方法

4.3.2 Boltzmann变换参数与含水率θ关系

4.3.3 土壤含水率θ与入渗水平距离关系

4.3.4 不同分离的泥沙施用量下土壤水分扩散率与土壤含水率关系

4.4 分离的泥沙对土壤水分特征曲线影响实验

4.4.1 试验方法

4.4.2 分离的泥沙对沙土水分特征曲线影响规律分析

4.4.3 分离的泥沙对沙土水分特征参数影响分析

4.4.4 讨论与小结

5 无机吸附剂分离黄河泥沙对沙质土保肥及番茄生长的影响

5.1 材料与方法

5.1.1 试验材料

5.1.2 试验方法

5.2 主要测试指标

5.2.1 土壤养分测定

5.2.2 盆栽作物生长指标

5.3 数据处理方法

5.4 结果与分析

5.4.1 分离的泥沙对沙质土壤碱解氮含量的影响

5.4.2 分离的泥沙对沙质土壤速效磷含量的影响

5.4.3 分离的泥沙对沙质土壤速效钾含量的影响

5.4.4 分离的泥沙对沙质土壤有机质含量的影响

5.4.5 分离的泥沙对番茄植株株高、茎粗的影响

5.4.6 分离的泥沙对番茄产量的影响

5.5 讨论与小结

5.5.1 讨论

5.5.2 小结

6 经济效益分析

6.1 产品成本分析

6.2 产品单位售价与盈利预测

6.3 经济效益分析

7 结论与展望

7.1 主要结论

7.2 不足与展望

致谢

参考文献

作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨少东

导师: 屈忠义

关键词: 吸附剂,引黄滴灌,灌水器堵塞,过滤,土壤改良,节水保肥

来源: 内蒙古农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,农艺学

单位: 内蒙古农业大学

基金: 内蒙古自治区科技成果转化项目“移动式黄河水滴灌泥沙处理关键技术与泥沙资源化利用研究与示范”

分类号: S156

DOI: 10.27229/d.cnki.gnmnu.2019.000647

总页数: 70

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黄河水沙分离吸附剂优选及分离泥沙土壤改良效果研究

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