磁场强度对磁化水入渗和土壤水盐运移特征的影响
发布时间：2021-09-06 18:30
为探明不同磁场强度对磁化水土壤水盐运移规律的影响,揭示磁化水淋盐增效机理,进行了室内一维垂直土柱入渗试验,研究了0、0. 1、0. 2、0. 3、0. 5 T磁场强度磁化水对土壤水盐运移特征的影响。结果表明:经磁化处理后,土壤水分入渗速率与湿润锋运移速率均有所降低,而上层土壤湿润体水分含量增加;随着磁场强度的增加,累积入渗量呈现先减后增的变化趋势,在磁场强度为0. 3 T时,累积入渗量减少幅度最大。磁场强度对磁化水土壤入渗参数具有显著影响,入渗模型吸渗率和饱和导水率与磁场强度之间存在较好的二次多项式关系,在磁场强度为0. 28 T时,吸渗率和饱和导水率均达到最小值。磁化水入渗能够提高水分在上层土壤中的滞留时间,提高上层土壤含水率,降低深层土壤水分入渗量;经磁化处理后,单位水体盐分淋洗量增加,脱盐率和脱盐强度显著提高,在磁场强度为0. 3 T时磁化水盐分淋洗效果最好。研究表明,磁场强度显著影响磁化水入渗和土壤水盐运移特征。
【文章来源】：农业机械学报. 2020,51(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
磁化水制备装置示意图
图2a显示了不同磁场强度条件下磁化水累积入渗量随时间的变化情况。由图2a可以看出，各处理对应累积入渗量均随入渗时间增加而增加。入渗初期，不同处理的累积入渗量差异较小。随着入渗时间的增加，在60 min后，不同处理之间的累积入渗量开始出现差异，在相同入渗时间下，磁化处理的累积入渗量均小于对照处理，在入渗480 min后，与对照处理相比，0.1、0.2、0.3、0.5 T磁化处理的累积入渗量分别减少了13.3%、19.0%、25.7%、7.6%。当到达最终的入渗深度(28 cm)时，磁化水入渗用时较对照处理有所增加，而累积入渗量相对减少。这主要是因为自来水经过磁化处理之后表面张力减小，相应的土壤导水性能降低[23]，从而导致入渗水进入土体的速度减慢，累积入渗量减少。累积入渗量随磁化水磁场强度的增大呈现先减小后增大的趋势，磁场强度为0.3 T时，累积入渗量降低幅度最大，说明土壤入渗对磁化水磁场强度具有不同的响应。图2b显示了不同磁场强度磁化水入渗条件下湿润锋的运移情况。由图2b可知，湿润锋深度随入渗时间的变化与累积入渗量基本一致。磁化处理湿润锋运移速率均小于对照处理。入渗480 min后，与对照处理相比，0.1、0.2、0.3、0.5 T磁化处理的湿润锋深度分别减少了10.5%、16.2%、21.1%、6%。入渗结束时(湿润锋深度为28 cm),0.1、0.2、0.3、0.5 T磁化处理的入渗时间相比于对照处理分别增加了34.5%、55.6%、82.8%、18.5%，表明磁化处理不同程度地降低了水体在土壤中的运移速率。与对照处理相比，在相同时间下磁化处理的累积入渗量和湿润锋深度均有所减小。这是因为磁化处理水体的表面张力减小[24]，水分在土壤中流动速度减慢，从而导致水分入渗速率降低、累积入渗量减少。而不同磁场强度磁化水入渗过程存在明显差异，这可能是由于不同磁场强度处理对水体的理化性质的影响程度不同所致，磁场强度为0.3 T时，其影响程度最大[14]，因此在0.3 T时累积入渗量减小幅度最大。2.2 磁场强度对入渗模型参数的影响
饱和导水率Ks是表征孔隙介质透水性能的综合系数，反映不同条件对土壤水分入渗性能的影响[26]。通过Kostiakov入渗模型参数m和n所求得的饱和导水率Ks随磁场强度的增加呈现出先减小后增大的趋势，与吸渗率S的变化趋势一致。磁化处理对应的Ks值均小于对照处理，在磁场强度为0.3 T时取得最小值。对磁场强度H和饱和导水率Ks进行拟合，如图3b所示，拟合决定系数R2为0.87，两者间存在较好的二次多项式关系，拟合公式为根据拟合公式可以求得当磁场强度为0.28 T时，饱和导水率Ks取得最小值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国土壤质量及土壤资源的可持续利用分析[J]. 吴流通. 南方农业. 2018(24)
[2]土壤盐分及甜菜产量对磁化水滴灌的响应[J]. 王洪波,乔木,周生斌,闫曼曼,王成福,吴旭. 干旱区资源与环境. 2018(03)
[3]新疆地区盐碱地成因及治理措施[J]. 张鹏辉,侯宪东,王健. 现代农业科技. 2017(24)
[4]磁化水灌溉对盐渍化土壤生化性质的影响[J]. 王渌,郭建曜,刘秀梅,马风云,朱红,马雪松,王文波. 核农学报. 2018(01)
[5]磁化微咸水矿化度对土壤水盐运移的影响[J]. 王全九,许紫月,单鱼洋,张继红. 农业机械学报. 2017(07)
[6]磁化或电离化微咸水理化特性试验[J]. 王全九,张继红,门旗,谭帅,周莉薇,刘湘岩. 农业工程学报. 2016(10)
[7]土壤盐渍化治理防护毯的研发及试验[J]. 毛海涛,黄庆豪,龙顺江,王正成. 农业工程学报. 2015(17)
[8]浅谈我国土壤质量变化与耕地资源可持续利用[J]. 周健民. 中国科学院院刊. 2015(04)
[9]磁化水溶解度及雾化特性实验研究[J]. 刘志超,宋稳亚,闫龙飞,李彬,李艳波,陈俊杰. 科学技术与工程. 2015(19)
[10]新疆盐碱地分布特点和成因及改良利用技术研究进展[J]. 邵华伟,孙九胜,胡伟,王新勇,罗广华. 黑龙江农业科学. 2014(11)
本文编号：3387961
【文章来源】：农业机械学报. 2020,51(02)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
磁化水制备装置示意图
图2a显示了不同磁场强度条件下磁化水累积入渗量随时间的变化情况。由图2a可以看出，各处理对应累积入渗量均随入渗时间增加而增加。入渗初期，不同处理的累积入渗量差异较小。随着入渗时间的增加，在60 min后，不同处理之间的累积入渗量开始出现差异，在相同入渗时间下，磁化处理的累积入渗量均小于对照处理，在入渗480 min后，与对照处理相比，0.1、0.2、0.3、0.5 T磁化处理的累积入渗量分别减少了13.3%、19.0%、25.7%、7.6%。当到达最终的入渗深度(28 cm)时，磁化水入渗用时较对照处理有所增加，而累积入渗量相对减少。这主要是因为自来水经过磁化处理之后表面张力减小，相应的土壤导水性能降低[23]，从而导致入渗水进入土体的速度减慢，累积入渗量减少。累积入渗量随磁化水磁场强度的增大呈现先减小后增大的趋势，磁场强度为0.3 T时，累积入渗量降低幅度最大，说明土壤入渗对磁化水磁场强度具有不同的响应。图2b显示了不同磁场强度磁化水入渗条件下湿润锋的运移情况。由图2b可知，湿润锋深度随入渗时间的变化与累积入渗量基本一致。磁化处理湿润锋运移速率均小于对照处理。入渗480 min后，与对照处理相比，0.1、0.2、0.3、0.5 T磁化处理的湿润锋深度分别减少了10.5%、16.2%、21.1%、6%。入渗结束时(湿润锋深度为28 cm),0.1、0.2、0.3、0.5 T磁化处理的入渗时间相比于对照处理分别增加了34.5%、55.6%、82.8%、18.5%，表明磁化处理不同程度地降低了水体在土壤中的运移速率。与对照处理相比，在相同时间下磁化处理的累积入渗量和湿润锋深度均有所减小。这是因为磁化处理水体的表面张力减小[24]，水分在土壤中流动速度减慢，从而导致水分入渗速率降低、累积入渗量减少。而不同磁场强度磁化水入渗过程存在明显差异，这可能是由于不同磁场强度处理对水体的理化性质的影响程度不同所致，磁场强度为0.3 T时，其影响程度最大[14]，因此在0.3 T时累积入渗量减小幅度最大。2.2 磁场强度对入渗模型参数的影响
饱和导水率Ks是表征孔隙介质透水性能的综合系数，反映不同条件对土壤水分入渗性能的影响[26]。通过Kostiakov入渗模型参数m和n所求得的饱和导水率Ks随磁场强度的增加呈现出先减小后增大的趋势，与吸渗率S的变化趋势一致。磁化处理对应的Ks值均小于对照处理，在磁场强度为0.3 T时取得最小值。对磁场强度H和饱和导水率Ks进行拟合，如图3b所示，拟合决定系数R2为0.87，两者间存在较好的二次多项式关系，拟合公式为根据拟合公式可以求得当磁场强度为0.28 T时，饱和导水率Ks取得最小值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国土壤质量及土壤资源的可持续利用分析[J]. 吴流通. 南方农业. 2018(24)
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[3]新疆地区盐碱地成因及治理措施[J]. 张鹏辉,侯宪东,王健. 现代农业科技. 2017(24)
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[5]磁化微咸水矿化度对土壤水盐运移的影响[J]. 王全九,许紫月,单鱼洋,张继红. 农业机械学报. 2017(07)
[6]磁化或电离化微咸水理化特性试验[J]. 王全九,张继红,门旗,谭帅,周莉薇,刘湘岩. 农业工程学报. 2016(10)
[7]土壤盐渍化治理防护毯的研发及试验[J]. 毛海涛,黄庆豪,龙顺江,王正成. 农业工程学报. 2015(17)
[8]浅谈我国土壤质量变化与耕地资源可持续利用[J]. 周健民. 中国科学院院刊. 2015(04)
[9]磁化水溶解度及雾化特性实验研究[J]. 刘志超,宋稳亚,闫龙飞,李彬,李艳波,陈俊杰. 科学技术与工程. 2015(19)
[10]新疆盐碱地分布特点和成因及改良利用技术研究进展[J]. 邵华伟,孙九胜,胡伟,王新勇,罗广华. 黑龙江农业科学. 2014(11)
本文编号：3387961
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