【摘 要】
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河套灌区68.65%的耕地存在不同程度的盐渍化,严重制约了灌区现代农业的可持续发展。合理建设排水系统能够有效降低地下水位,调控土壤盐渍化。近年来,暗管排水技术在我国盐碱地区得到广泛应用,而外包料的选择,是暗管排水工程的设计与应用中非常重要的环节。因此根据研究区土壤粉粒含量较高等特点,选择适宜当地土质的排水暗管外包料,对于暗管排水工程在当地的推广具有重要的意义。本文针对河套灌区下游土壤粉粒含量较多、
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河套灌区68.65%的耕地存在不同程度的盐渍化,严重制约了灌区现代农业的可持续发展。合理建设排水系统能够有效降低地下水位,调控土壤盐渍化。近年来,暗管排水技术在我国盐碱地区得到广泛应用,而外包料的选择,是暗管排水工程的设计与应用中非常重要的环节。因此根据研究区土壤粉粒含量较高等特点,选择适宜当地土质的排水暗管外包料,对于暗管排水工程在当地的推广具有重要的意义。本文针对河套灌区下游土壤粉粒含量较多、稳定性差的特点,通过室内渗透模拟实验与田间小区试验相结合的手段,研究不同外包料的过滤效果及防淤堵性能,以筛选适宜的排水暗管外包料,探寻其淤堵相对应的反冲洗措施,为选择河套灌区排水暗管适宜的外包料提供理论与技术支撑。主要成果如下:（1）利用自制水力渗透仪,开展室内初筛实验,分析比较5组外包土工布和当地砂滤料于3种土壤质地下的渗透性、保土性及防淤堵性。结果显示,68 g/m~2和90 g/m~2土工布对于不同土壤质地的渗透能力较为稳定。6组处理的土壤流失量均少于1.0 g,都满足保土性要求。400 g/m~2土工布处理的淤堵量最高,是68 g/m~2和90 g/m~2土工布处理的3.6倍和2.4倍,淤堵率是68 g/m~2和90 g/m~2土工布处理的31%和27%。针对研究区3种土质,本文选用的68 g/m~2土工布、90 g/m~2土工布和当地砂滤料作为反滤层时,既能保证系统的透水稳定性,同时能有效的减缓淤堵。（2）在初步筛选结果的基础上,通过新型渗槽深入研究发现68 g/m~2、90 g/m~2和68 g/m~2土工布加砂滤料的外包料渗透系数稳定值是无外包料处理的18.8倍、21.2倍和20.6倍,均能满足透水性要求。通过停水排干,各处理的外包料渗透系数并未减少,均具有较好的透水稳定性。90 g/m~2土工布处理的土壤流失总量最少（75.32 g）,较厚的90 g/m~2土工布的处理对于拦截土壤的能力较强。68 g/m~2土工布加设砂滤料处理淤堵量最低（5.62 g）,淤堵率的规律与淤堵量趋势相同,对于防淤堵的效果显著。本文选用的68 g/m~2土工布、90 g/m~2土工布和当地砂滤料的外包料的渗透系数均能形成稳定的状态,其中68 g/m~2土工布加设砂滤料处理的渗透稳定性和防淤堵性能最佳。（3）室内机械和化学淤堵实验研究表明,0.4 Mpa水压条件下3～5min的注水冲洗对于缓解外包料的淤堵、恢复其渗透能力有较显著效果。同时,针对氢氧化铁胶体,添加柠檬酸和EDTA溶液进行溶解并冲洗,发现柠檬酸溶液较EDTA溶解的渗透系数变化率分别高2.46%（68 g/m~2土工布）和4.54%（90 g/m~2土工布）,90 g/m~2土工布处理对于溶解后冲洗的效果更加显著。柠檬酸溶解过后的土工布渗透性恢复较快,且较为廉价,且与铁离子络合能力强,络合物酸碱稳定性高,可用作溶解铁化合物的试剂。（4）田间适应性试验结果显示,68 g/m~2土工布加砂滤料的流量衰减率仅为4.47%,作用水头与排水流量呈现较稳定状态。各处理试验后流失土壤粒径与实验前粉砂壤土的最大颗粒粒径（166.55μm）存在差异,各处理均有拦截土壤颗粒的效果。68 g/m~2土工布加砂滤料处理的土壤流失量衰减率仅为28%,淤土量仅为7.0 g,显著低于其他处理,加设砂滤料能够延长渗径,减少土壤流失且稳定性效果更好。因此,68 g/m~2土工布加砂滤料的外包料在研究区粉砂壤土土质下,能够满足田间实际运行中的透水稳定性、保土性和防淤堵性能要求。
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