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近滨海地区由于地势低平,排水不畅,地下水位高等原因,使得土地盐渍化现象非常严重。在改良盐碱地的排水技术中,暗管排水技术是比较有效的改良方法。暗管排水技术通过埋设暗管改变盐碱地的水盐运移速率和方向,实现改良盐碱地的目的。 为了探索排水工程实施后的渗流场特征,本文在以河北省沧州市南大港农场中国科学院遗传所农业资源中心的暗管排水系统为实例,结合理论公式,设计并完成砂槽物理模型实验,对不同运动情况下单根暗管附近的渗流场中渗流量、渗流速度和流线进行研究,得到以下结论: (1)恒定运动情况有无降雨的条件下,暗管渗流量随着时间的增加而逐渐趋于稳定,同时随着侧向补给水位的降低,暗管渗流量减少。降雨情况下,不同水位对应的暗管渗流量均比无降雨情况下的暗管渗流量大。推断在实际的暗管排水工程中,由暗管排水系统控制两个暗管中间地下水位越高,实施工程的盐碱地的水盐排出量越大;有降雨或者灌溉情况下,加速了盐碱地土壤中盐分的淋洗。非恒定运动情况无降雨的条件下,暗管渗流量随着时间的增加而逐渐降低;有降雨条件下,暗管渗流量随时间的增加而逐渐稳定,随着侧向补给水位的降低,暗管渗流量达到稳定的时间减少。在实际的暗管排水工程中,排水力度较大,由暗管排水系统控制的两个暗管中间的地下水位随时间逐渐下降时,结合降雨情况,可以使得盐碱地中土壤盐分更好的淋洗。 (2)恒定运动情况侧向补给水位越低,渗流速度越小。可以推断在暗管排水工程中,渗流速度越小,则其暗管排水的速度越慢,但是有降雨淋洗的情况下渗流速度更大,更适于盐分的排出。非恒定运动情况无降雨情况下,暗管影响下的渗流速度随着侧向补给水位的降低而变小,但是降雨情况下,渗流速度均大于无降雨的渗流速度,加快了实际暗管工程中盐碱地水盐的运动。 (3)流线特征: ①恒定运动情况无降雨条件下,侧向补给水位越低,其流线聚集越密集,推测在实际暗管排水工程中,两个暗管之间的水位越低,暗管以上的土层的盐分聚集程度越高;有降雨情况下,随着侧向补给水位的降低,流向暗管的流线数量减少,绝大多数的流线以垂直方向流动,可以推断在实际的暗管排水中,降雨或者增加灌溉,使得离暗管较近土壤中的盐分较快的排出土体,同时加快了离暗管较远的盐分流进垂直流下地下水。与无降雨相比,降雨情况下离暗管较近的点的水盐运移受暗管影响越大,离暗管越远,受到降雨的影响越大。 ②非恒定运动情况无降雨不同初始侧向水位条件下,砂槽中随着浸润线的降低,暗管之上的砂体由饱和变为不饱和的过程,染色剂除了向地下水方向流动之外,受不饱和带的影响,不断的补给不饱和带,则导致在不饱和带染色剂的聚集。 降雨条件下,随着侧向补给水位的降低,流向暗管的流线数量降低,可以推断在同一水平土层,暗管排水系统控制的两个暗管中间水位越低,排出土壤中的盐分越少。