施用膨潤(rùn)土增強(qiáng)淤積泥沙持水能力及阻控硝態(tài)氮淋失試驗(yàn)研究

焦錫昆 黃波 王紅雷 張旭 張依茹

文章編號(hào)：1671-3559（2023）06-0664-07DOI：10.13349/j.cnki.jdxbn.20230328.002

摘要： 為了研究施用膨潤(rùn)土對(duì)淤積泥沙持水能力及硝態(tài)氮淋失的影響，以黃河淤背區(qū)淤積泥沙為研究對(duì)象，通過(guò)室內(nèi)一維積水入滲裝置，在淤積泥沙表層設(shè)置摻入質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10%、20%、25%、30%的膨潤(rùn)土保水層與不摻膨潤(rùn)土的淤積泥沙進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，分析入滲性能、持水能力及硝態(tài)氮淋失量的差異。 結(jié)果表明： 膨潤(rùn)土可有效改善淤積泥沙入滲性能，累積入滲量隨膨潤(rùn)土摻量的增加而降低；與不摻膨潤(rùn)土的淤積泥沙相比，摻入膨潤(rùn)土保水層的淤積泥沙累積入滲量提高21.5%～84.2%，入滲速率降低34.0%～65.6%；淤積泥沙持水能力隨膨潤(rùn)土摻量的增加而增強(qiáng)，在累積入滲量為900 mL時(shí)，濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離減小2.1～7.7 cm，保水層含水率提高15.3%～69.8%，30 d淤積泥沙累積蒸發(fā)量減少2.9%～11.4%；膨潤(rùn)土可有效降低淤積泥沙中硝態(tài)氮淋失量，有效改善了淤積泥沙中氮素的利用效果。

關(guān)鍵詞： 膨潤(rùn)土；淤積泥沙；入滲性能；持水能力；淋失

中圖分類號(hào)： S278；S152.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

收稿日期： 2022-07-09??????? 網(wǎng)絡(luò)首發(fā)時(shí)間：2023-03-28T17∶21∶08

基金項(xiàng)目： 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（42077048）

第一作者簡(jiǎn)介： 焦錫昆（1996—），男，山東濟(jì)南人。碩士研究生，研究方向?yàn)楹拥乐卫砼c水土保持。E-mail：603613252@qq.com。

通信作者簡(jiǎn)介： 黃波（1972—），男，山東淄博人。教授，博士，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)楹拥乐卫?、防洪治理與水土保持。E-mail：

stu_huangb@ujn.edu.cn。

網(wǎng)絡(luò)首發(fā)地址： https：//kns.cnki.net/kcms/detail/37.1378.N.20230328.1552.004.html

Experimental Research on Enhancing Water Holding Capacity and Controlling Nitrate Nitrogen Leaching of Silting Sediment by Applying Bentonite

JIAO Xikun1，HUANG Bo1，WANG Honglei2，ZHANG Xu1，ZHANG Yiru1

（1.School of Water Conservancy and Environment，University of Jinan，Jinan 250022，Shandong，China;

2.Institute of Soil and Water Conservation，Northwest A & F University，Xianyang 712100，Shaanxi，China）

Abstract：To research effects of bentonite application on water holding capacity and nitrate nitrogen leaching of silting sediment，taking silting sediment in silt-backed areas of the Yellow River as the research object，a comparison test was conducted on bentonite water retaining layers with mass fractions of 10%，20%，25%，30% and silting sediment without bentonite installed in the surface layer of silting sediment through an indoor one-dimensional water infiltration device.Differences of infiltration performance，water holding capacity，and nitrate nitrogen leaching were analyzed.The results show that the bentonite can effectively improve the infiltration performance of the silting sediment，the cumulative infiltration volume decreases with the increase of bentonite.Compared with the silting sediment without bentonite，the cumulative infiltration volume of silting sediment mixed with bentonite water retention layer increases by 21.5% to 84.2%，the infiltration rate decreases by 34.0% to 65.6%.The water holding capacity of silting sediment increases with the increase of bentonite，at the cumulative infiltration volume of 900 mL，the wetting front transport distance decreases by 2.1 cm to 7.7 cm，the water content of the water retention layer is increased by 15.3% to 69.8%，and the cumulative evaporation of 30 d silting sediment is reduced by 2.9% to 11.4%.Bentonite can effectively reduce nitrate nitrogen leaching from silting sediment，which effectively improves the utilization of nitrogen in silting sediment.

Keywords：bentonite; silting sediment; infiltration performance; water holding capacity; leaching

黃河下游淤背區(qū)以種植生態(tài)林和經(jīng)濟(jì)林為主，在改善沿岸生態(tài)環(huán)境的同時(shí)也產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益；但是，淤背區(qū)是由抽取河道泥沙淤積而成，具有透水性強(qiáng)、持水能力弱及土壤肥力低下的特點(diǎn)，加之黃河下游地區(qū)屬于半干旱氣候、灌溉條件較差，因此缺水、缺肥成為制約樹(shù)木生長(zhǎng)的主要因素。水分的入滲性能對(duì)土壤持水能力及水分的利用起決定性作用［1］，所以只有通過(guò)改良水分入滲特性，才能增強(qiáng)淤背區(qū)土壤的持水能力，從而實(shí)現(xiàn)為植物正常生長(zhǎng)提供所需的水分。氮素具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)的作用，土壤中氮素主要以硝態(tài)氮形式存在，硝態(tài)氮淋失占全氮損失量的30%［2］，因此降低硝態(tài)氮淋失量是改善氮素利用效果的有效手段。

膨潤(rùn)土是一種具有吸水性、膨脹性、附著性等優(yōu)良特點(diǎn)的黏土礦物，能夠在一定程度上提升沙地的生產(chǎn)能力，已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域［3］。Abichou等［4］指出，包裹于沙子表面的膨潤(rùn)土微粒在吸水后體積膨脹變大，使得水的滲流通路受阻，增強(qiáng)了土樣的防滲性。李婧男等［5］研究發(fā)現(xiàn)，膨潤(rùn)土能夠降低土壤的滲透性，有效減少土壤累積入滲量。孫夢(mèng)媛等［6］的研究結(jié)果表明，施用膨潤(rùn)土后可以減緩水分向土壤深層運(yùn)移，土壤含水率隨土層深度的增加表現(xiàn)出先增加后降低的趨勢(shì)。馬斌等［7］通過(guò)室外蒸發(fā)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，土壤中摻入一定量的膨潤(rùn)土可減緩?fù)寥浪终舭l(fā)，且在施用深度為10～60 cm時(shí)蒸發(fā)量隨膨潤(rùn)土摻量的增加而增大。鄭毅等［8］指出，膨潤(rùn)土可有效吸附沙土中游離的NH+4，從而減少氮元素的損失量，改善沙土肥力。我國(guó)膨潤(rùn)土預(yù)測(cè)資源量居世界首位，其中山東省膨潤(rùn)土礦床預(yù)測(cè)產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的5%［9］，儲(chǔ)量豐富，因此在黃河下游山東河段通過(guò)設(shè)立淤背區(qū)膨潤(rùn)土保水層的方式，可充分發(fā)揮當(dāng)?shù)刈匀毁Y源的條件優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)淤背區(qū)持水能力，提高氮素的利用效率，是提高該河段淤背區(qū)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的有效途徑和方法。

本文中以黃河淤背區(qū)淤積泥沙為研究對(duì)象，對(duì)比在淤積泥沙表層施用不同摻量膨潤(rùn)土?xí)r水分的入滲過(guò)程、持水能力及硝態(tài)氮淋失特征，提出施用一定量膨潤(rùn)土改良淤積泥沙保水層的可行性方案，并運(yùn)用于實(shí)際工程中，改善淤背區(qū)生態(tài)林的生長(zhǎng)條件。

1? 材料與方法

1.1? 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用材料為淤積泥沙與膨潤(rùn)土，其中，淤積泥沙取自山東黃河齊河段左岸（東經(jīng)116°37′22″、北緯36°32′13″）淤區(qū)，淤積泥沙經(jīng)風(fēng)干、去雜質(zhì)后過(guò)孔徑為2 mm標(biāo)準(zhǔn)篩后備用；膨潤(rùn)土購(gòu)自山東省濰坊市某膨潤(rùn)土廠家。 試樣理化指標(biāo)分析結(jié)果如表1所示。

1.2? 室內(nèi)試驗(yàn)裝置與方法

水分入滲試驗(yàn)裝置如圖1所示，由作為供水裝置的馬氏瓶（高度為50 cm，直徑為10 cm）、固定平臺(tái)、有機(jī)玻璃圓柱（高度為100 cm，直徑為14.6 cm）以及收集淋失液的燒杯組成。 有機(jī)玻璃圓柱一側(cè)設(shè)有小孔并配備塑料軟塞，為取土測(cè)含水率用。 圓柱底平鋪一層粒徑小于1 cm的碎石，并在碎石上方放置帶有若干小孔的薄玻璃板，組成反濾層，以消除氣相阻力對(duì)上部土體帶來(lái)的影響。 反濾層上方和土樣上方均鋪墊長(zhǎng)絲土工布，用來(lái)防止土粒進(jìn)入反濾層及沖刷土樣表面。 將少量凡士林均勻涂抹在有機(jī)玻璃圓柱內(nèi)側(cè)，以消除在沙土填充過(guò)程中產(chǎn)生的邊界效應(yīng)。

采用擾動(dòng)土樣進(jìn)行室內(nèi)一維積水入滲試驗(yàn)，試驗(yàn)土柱總高度為50 cm，上層20 cm由淤積泥沙與膨潤(rùn)土充分混合后作為保水層，下方則全部由淤積泥沙構(gòu)成，保水層共設(shè)置4種質(zhì)量分?jǐn)?shù)的膨潤(rùn)土摻量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以下同）試樣，分別為L(zhǎng)1（10%）、L2（20%）、L3（25%）、L4（30%），另設(shè)置全部由淤積泥沙構(gòu)成的對(duì)照組（CK），共組成5組試驗(yàn)，每組試驗(yàn)重復(fù)3次。試驗(yàn)采用秒表計(jì)時(shí)，由馬氏瓶維持穩(wěn)定水頭為3 cm進(jìn)行水分入滲試驗(yàn)。待各處理組土柱入滲達(dá)到飽和且底部有淋失液流出時(shí)，停止供水。

通過(guò)側(cè)壁小孔采集柱內(nèi)土樣并采用烘干法測(cè)取土樣含水率，同時(shí)用燒杯收集淋失液，使用連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定第1次淋失液中硝態(tài)氮的含量。在首次供水后每隔2 d繼續(xù)向土柱內(nèi)供水，以同樣的方法測(cè)定第2、3次淋失液中硝態(tài)氮含量。待3次淋失試驗(yàn)結(jié)束后將土柱放置于環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定的室內(nèi)（控制溫度為30 ℃，相對(duì)濕度為（50±2）%）進(jìn)行蒸發(fā)試驗(yàn)，30 d內(nèi)于每日11∶00稱量土柱質(zhì)量，測(cè)定淤積泥沙水分日蒸發(fā)量。水分日蒸發(fā)量計(jì)算公式為

E=10Δm/（πr2） ，

式中： E為水分日蒸發(fā)量；Δm為前、后2 d土柱質(zhì)量差；r為土柱半徑。

1.3? 試驗(yàn)區(qū)概況與試驗(yàn)方法

試驗(yàn)區(qū)位于黃河下游德州段淤背區(qū)（樁號(hào)84+720～84+780），沿堤岸軸線方向長(zhǎng)度為80 m，寬度為45 m，該區(qū)域?qū)儆跍貛Ъ撅L(fēng)氣候，年均降雨量為547.5 mm，主要集中在7—8月，年均氣溫為14.3 ℃。

試驗(yàn)區(qū)內(nèi)分別設(shè)置施用膨潤(rùn)土保水層和無(wú)膨潤(rùn)土保水層，膨潤(rùn)土摻量根據(jù)前期室內(nèi)土柱試驗(yàn)結(jié)果選擇保水保肥效果較好的20%。 用推土機(jī)對(duì)試驗(yàn)區(qū)場(chǎng)地進(jìn)行碾壓平整，在試驗(yàn)組內(nèi)進(jìn)行放線分格處理，以保證膨潤(rùn)土施用量均勻，采用小型旋耕機(jī)將膨潤(rùn)土與表層淤積泥沙充分混合，旋耕深度為20 cm，形成膨潤(rùn)土保水層。 樹(shù)苗選擇適合沙壤土生存且經(jīng)濟(jì)效果較好的楊樹(shù)苗，每行樹(shù)株間距3 m，樹(shù)株間距2 m。

2? 結(jié)果與討論

2.1? 膨潤(rùn)土對(duì)淤積泥沙入滲性能的影響

2.1.1? 累積入滲量

累積入滲量為在入滲歷時(shí)內(nèi)水分入滲量的總和，通常用來(lái)體現(xiàn)入滲能力。圖2顯示了不同摻量膨潤(rùn)土對(duì)淤積泥沙累積入滲量的影響。由圖可以看出，在入滲試驗(yàn)最初的一段時(shí)間內(nèi)，隨入滲時(shí)間的增加，對(duì)照組與試驗(yàn)組的累積入滲量之間差異較小，原因是入滲試驗(yàn)剛開(kāi)始，膨潤(rùn)土需要一定時(shí)間吸收水分，膨潤(rùn)土的特性未完全發(fā)揮。 當(dāng)入滲時(shí)間達(dá)到3 min后，試樣L2、L3、L4較試樣CK的累積入滲量差異開(kāi)始顯著增大，而試樣L1則相對(duì)試樣CK變化較為平緩。 在同一入滲時(shí)間內(nèi)4種試樣的累積入滲量明顯小于試樣CK的，其中當(dāng)入滲時(shí)間為20 min時(shí)，試樣CK、L1、L2、L3、L4的累積入滲量分別為2 135.2、1 676.4、568.8、435.3、336.8 mL，其中試樣L1較試樣CK降低21.5%，試樣L2、L3、L4分別較試樣CK分別降低了74.3%、79.6%、84.2%，且試樣L2、L3、L4的累積入滲量較試樣L1的減小66.1%以上。當(dāng)入滲時(shí)間為40 min時(shí)，試樣L2、L3、L4的累積入滲量較試樣L1的分別減小73.8%、78.5%、82.1%，因此，淤積泥沙累積入滲量隨膨潤(rùn)土摻量的增加而減少，試樣L2、L3、L4的累積入滲量相差不大，且均大于試樣L1的。

2.1.2? 入滲速率

入滲速率為單位時(shí)間內(nèi)流入土壤中的水量，是影響土壤入滲能力的主要指標(biāo)之一，與土壤自身結(jié)構(gòu)、初始含水率及所處地貌特征相關(guān)。 不同摻量膨潤(rùn)土對(duì)淤積泥沙入滲速率的影響如圖3所示。 由圖可以看出，未施用膨潤(rùn)土的試樣CK入滲速率受時(shí)間影響變化不大，總體上呈線性減小，而表層施用膨潤(rùn)土的試樣的入滲速率呈現(xiàn)先減小后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì)。 在試驗(yàn)前期（0～20 min），4種試樣的入滲速率迅速減小，說(shuō)明摻用一定量的膨潤(rùn)土可在較短時(shí)間內(nèi)改善淤積泥沙的入滲性能，其中試樣L1、L2、L3、L4的入滲速率降低幅度較試樣CK的分別增加34.0%、64.3%、64.7%、65.6%；在試驗(yàn)后期（>20 min），4種試樣的入滲速率逐漸趨于平緩；當(dāng)入滲試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，試樣L1、L2、L3、L4的入滲速率分別為98.0、68.9、10.7、9.3、7.6 mL/min，分別較試樣CK的入滲速率降低29.7%、89.1%、90.5%、92.2%。 從整個(gè)入滲過(guò)程可見(jiàn)，膨潤(rùn)土保水層有效地改善了淤積泥沙的入滲效果，且入滲速率隨膨潤(rùn)土摻量的增加而降低，其中膨潤(rùn)土摻量為20%、25%、30%時(shí)對(duì)淤積泥沙入滲改良效果大致相同，且比摻量為10%時(shí)效果好。

2.2? 膨潤(rùn)土對(duì)淤積泥沙持水能力的影響

2.2.1? 濕潤(rùn)鋒運(yùn)移深度與累積入滲量的關(guān)系

濕潤(rùn)鋒是指在水分入滲過(guò)程中，土壤潤(rùn)濕先頭部位與干層形成的交界面，即濕潤(rùn)區(qū)最前沿。 根據(jù)試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，不同膨潤(rùn)土摻量時(shí)淤積泥沙累積入滲量與濕潤(rùn)鋒呈線性變化關(guān)系，擬合結(jié)果如圖4所示。 可以看出，在累積入滲量相同的情況下，試樣L1、L2、L3、L4的濕潤(rùn)鋒運(yùn)移深度均小于試樣CK的，其中當(dāng)累積入滲量為900 mL時(shí)，試樣CK、L1、L2、L3、L4的濕潤(rùn)鋒運(yùn)移深度分別為20.5、18.4、13.6、13.1、12.8 cm，對(duì)應(yīng)的單位濕潤(rùn)鋒運(yùn)移深度的累積入滲量分別為43.9、48.9、66.2、68.7、70.3 mL/cm，試樣L1、L2、L3、L4單位濕潤(rùn)鋒運(yùn)移深度的累積入滲量較試樣CK的分別提高了11.4%、50.7%、56.5%、60.2%，說(shuō)明淤積泥沙持水能力隨膨潤(rùn)土摻量的增加而增強(qiáng)，其中試樣L1的影響較弱，試樣L2、L3、L4對(duì)增強(qiáng)淤積泥沙持水能力影響顯著且彼此差異不大。

2.2.2? 膨潤(rùn)土對(duì)淤積泥沙含水率的影響

膨潤(rùn)土摻量不同時(shí)淤積泥沙不同位置的含水率如圖5所示。 由圖可以看出，由于試樣CK內(nèi)部剖面質(zhì)地較為均一，因此在入滲過(guò)程中含水率變化不大，含水率約為18%。 摻入膨潤(rùn)土的試樣的含水率較試樣CK的明顯增大，其中試樣L1、L2、L3、L4在保水層（0～20 cm）的平均含水率較試樣CK的分別增加了15.3%、59.3%、63.4%、69.8%，但在淤積泥沙層的含水率則小于試樣CK的，呈現(xiàn)與保水層相反的趨勢(shì)。試樣L1、L2、L3、L4在保水層與淤積泥沙層交界處含水率發(fā)生明顯突變，在交界處附近深度為15～25 cm時(shí)的含水率分別下降11.2%、33.9%、37.4%、42.1%。這一結(jié)果與米俊珍等［10］研究在土壤中摻入膨潤(rùn)土后獲得的含水率變化趨勢(shì)類似，證明膨潤(rùn)土可以有效增強(qiáng)水分在淤積泥沙中的滯留能力。隨著入滲時(shí)間的增加，膨潤(rùn)土在保水層吸收了足夠多的水分直至飽和，雖然吸水速率小于入滲速率；但是，由于膨潤(rùn)土在吸水后具有較強(qiáng)的膨脹性，使得保水層水分入滲通道減少，形成水分入滲的緩速帶，因此造成含水率在淤積泥沙層與保水層之間存在較顯著的差異。

2.2.3? 膨潤(rùn)土對(duì)淤積泥沙累積蒸發(fā)量的影響

土壤蒸發(fā)量是反映土壤持水能力和水分利用效率的重要參數(shù)。 圖6為不同摻量膨潤(rùn)土對(duì)淤積泥沙累積蒸發(fā)量的影響。 由圖可知，在室內(nèi)模擬穩(wěn)定蒸發(fā)條件下，累積蒸發(fā)量在前期增速呈線性增長(zhǎng)，后期增速變緩，在0～18 d時(shí)，試樣L1、L2、L3、L4的累積入滲量較試樣CK的分別降低3.7%、8.3%、9.7%、11.5%；在18～30 d時(shí)，相應(yīng)的數(shù)值變?yōu)?.9%、5.2%、7.3%、11.4%。由于膨潤(rùn)土顆粒的填充效果及吸水特性使摻入膨潤(rùn)土的淤積泥沙的物理結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，提高了淤積泥沙內(nèi)大團(tuán)粒團(tuán)聚體的數(shù)量，阻礙了前期以毛細(xì)管水為主的蒸發(fā)。隨蒸發(fā)時(shí)間的增加，試樣表層出現(xiàn)干層，抑制了水氣的擴(kuò)散，造成后期累積蒸發(fā)量趨于平緩?？傮w來(lái)看，同一時(shí)間內(nèi)累積蒸發(fā)量隨膨潤(rùn)土摻量的增加而顯著降低。上述結(jié)果驗(yàn)證了楊彥明等［11］研究在施用膨潤(rùn)土后可顯著降低土壤蒸發(fā)量的結(jié)論，表明施用膨潤(rùn)土對(duì)減少淤區(qū)淤積泥沙蒸發(fā)作用有積極作用。

2.3? 膨潤(rùn)土對(duì)淤積泥沙硝態(tài)氮淋失的影響

硝態(tài)氮（NO-3-N）是氮素形態(tài)之一，較易被植物吸收但不易被土顆粒吸附，遇降雨時(shí)在土質(zhì)中易發(fā)生淋失。 不同摻量膨潤(rùn)土對(duì)淤積泥沙硝態(tài)氮淋失的影響如圖7所示。 由圖可以看出，第1次淋失試驗(yàn)試樣CK的硝態(tài)氮淋失量很大，摻入膨潤(rùn)土試樣的硝態(tài)氮淋失量明顯小于試樣CK的，試樣L1、L2、L3、L4的硝態(tài)氮淋失量較試樣CK的依次減小40.4%、49.9%、56.2%、57.1%（顯著性水平p<0.05）。 此后2次淋失試驗(yàn)試樣CK的硝態(tài)氮淋失量相對(duì)于第1次的減少1/9以上，降低程度非常大，此時(shí)摻入膨潤(rùn)土試樣的硝態(tài)氮淋失量均大于試樣CK的，原因是試樣CK中硝態(tài)氮在第1次淋失試驗(yàn)中已經(jīng)大量淋失，導(dǎo)致后續(xù)試驗(yàn)硝態(tài)氮淋失量較小。常菲等［12］研究發(fā)現(xiàn)，摻入膨潤(rùn)土的土壤經(jīng)過(guò)4次淋失后硝態(tài)氮淋失量均小于普通土壤的，與本文中結(jié)果不同的原因在于土樣性質(zhì)不同，試驗(yàn)所用淤積泥沙自身保水保肥能力較弱，因此第1次淋失后土樣中硝態(tài)氮含量差距較大，造成后續(xù)淋失試驗(yàn)硝態(tài)氮淋失量的不同。

試樣硝態(tài)氮累積淋失量的橫向比較見(jiàn)圖8。從圖中可看出，摻入膨潤(rùn)土試樣的硝態(tài)氮累積淋失量明顯小于試樣CK的，且淋失量隨膨潤(rùn)土摻量的增加而減小，其中試樣L1、L2、L3、L4硝態(tài)氮淋失總量分別較試樣CK減少24.2%、34.5%、40.3%、44.0%。一方面，膨潤(rùn)土能夠增強(qiáng)保水層淤積泥沙的持水能力，從而減少了因水分流動(dòng)而造成的氮素流失；另一方面，膨潤(rùn)土顆粒具有較大的比表面積及強(qiáng)大的吸附性，可以維持淤積泥沙中氮素的存留，從而減少硝態(tài)氮的淋失。

3? 工程試驗(yàn)應(yīng)用效果

試驗(yàn)區(qū)內(nèi)楊樹(shù)種植12月后，生長(zhǎng)情況如圖9所示。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)楊樹(shù)的高度、胸徑、地徑和植被覆蓋率進(jìn)行檢測(cè)，其中高度由塔尺測(cè)定，胸徑與地徑由卷尺測(cè)定，植被覆蓋度由無(wú)人機(jī)拍攝后，采用Pix4Dmapper和ArcGIS軟件對(duì)影像資料進(jìn)行處理所得。采用統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品與服務(wù)解決方案軟件（SPSS）對(duì)測(cè)得的楊樹(shù)高度、胸徑、地徑和植被覆蓋率數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表2。由表中數(shù)據(jù)可以看出，淤積泥沙表層設(shè)置施用膨潤(rùn)土保水層的土地種植的楊樹(shù)高度、胸徑、地徑、植被覆蓋度均顯著優(yōu)于膨潤(rùn)土保水層的（p<0.05），說(shuō)明在淤積泥沙表層設(shè)置膨潤(rùn)土摻量為20%的保水層可有效提高土壤的持水量和肥力，改善植物生長(zhǎng)環(huán)境，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。

4? 結(jié)論

通過(guò)室內(nèi)一維積水入滲試驗(yàn)，在淤積泥沙表層施用4種不同膨潤(rùn)土摻量的保水層與普通淤積泥沙進(jìn)行對(duì)比，分析了膨潤(rùn)土對(duì)淤積泥沙中持水能力及硝態(tài)氮淋失特征的影響，并將優(yōu)化的室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果用于室外工程試驗(yàn)，得到以下結(jié)論：

1）從淤積泥沙累積入滲量與入滲速率的數(shù)據(jù)可以看出，膨潤(rùn)土改善了保水層淤積泥沙的入滲性能，相同時(shí)間內(nèi)膨潤(rùn)土摻量越大，累積入滲量越小，入滲速率越慢。

2）膨潤(rùn)土可增強(qiáng)淤積泥沙保水層持水能力，降低淤積泥沙水分蒸發(fā)量。膨潤(rùn)土摻量為20%時(shí)對(duì)淤積泥沙持水效果影響最為顯著。與未摻入膨潤(rùn)土的對(duì)照組相比，膨潤(rùn)土保水層單位濕潤(rùn)鋒運(yùn)移深度的累積入滲量提高了50.7%，平均含水率提高了59.3%；30 d淤積泥沙前段（0～18 d）累積蒸發(fā)量降低8.3%，后段（18～30 d）累積蒸發(fā)量降低5.2%，有效緩解了前期蒸發(fā)作用。

3）膨潤(rùn)土對(duì)淤積泥沙中硝態(tài)氮有顯著的保護(hù)作用，在保水層摻入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%～30%的膨潤(rùn)土可使淤積泥沙中硝態(tài)氮淋失量降低24.2%～44.0%。

4）對(duì)比不同試樣的試驗(yàn)結(jié)果以及試驗(yàn)區(qū)工程實(shí)例表明，設(shè)置膨潤(rùn)土摻量為20%的保水層可有效增強(qiáng)淤積泥沙保水保肥能力，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。

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