富营养化污水灌溉对土壤物理性质的影响研究

【摘要】：城市生活污水用于农田灌溉不仅是水资源有效利用和节约用水的一种途径,也是城市污水处理的一种方式。虽然该技术在国内外得到广泛应用,但是关于污水灌溉对土壤物理特性的影响研究成果并不多。本文通过室内试验,以石河子市富营养化生活污水为水样,对壤土和沙土进行污水灌溉试验,并与清水灌溉作对比,对污水灌溉前后的土壤物理学特征参数、土壤力学性质、土壤水动力学性能等进行了观测、分析和研究,得出了如下研究结论： (1)富营养化污水灌溉使两种土壤的有机质含量增加,灌污水50次后,沙土有机质含量由0.85g/kg增至1.16g/kg,增幅为36.5%；壤土有机质含量由2.73g/kg增至5.38 g/kg,增幅为97.1%。 (2)富营养化污水灌溉后,两种土壤的干容重随灌污水次数增加而增大,壤土比沙土增大的程度大。灌污水后,两种土壤孔隙度先呈指数形式增加,而后保持稳定。沙土在第15次灌污水后其孔隙度增长了3.7%,并稳定在这个水平上,而壤土在第25次灌污水后其孔隙度增长了4.0%后稳定。与沙土相比,富营养化污水灌溉后壤土孔隙度达到稳定所经历的时间长,但是两者的孔隙度增加幅度基本相等。 (3)富营养化污水灌溉使两种土壤的持水能力都增大,但是对壤土的影响大于对沙土影响。两种士壤的田间持水率均随污水灌溉次数的增加呈“S”型增大。灌污水的沙土的田间持水率由26%增大到28.5%后保持稳定,增长幅度为7.7个百分点。灌污水的沙土田间持水率比灌清水的沙土田间持水率最终大了1.9个百分点。灌污水后,壤土田间持水率由27.5%增大到31.6%后保持稳定,增长幅度为15个百分点。灌污水的壤土田间持水率比灌清水的壤土田间持水率最终大了3.5个百分点。 (4)富营养化污水灌溉使两种土壤的液塑限增大,但塑性指数基本不变,这意味着士壤适耕的含水量范围增加,宜耕期增长。灌污水后壤土的抗剪强度增大,而沙土抗剪强度基本没有变化。 (5)污水灌溉使两种土壤的基质势吸力增加,表现为土壤水分特征曲线上相同吸力条件下,土壤含水量增大。清水和污水在壤土中入渗时,饱和导水率Ks分别0.0019cm/min.0.0024cm/min;清水和污水在沙土中入渗时,饱和导水率Ks分别0.0049cm/min.0.0104cm/min;污水在壤土中的饱和导水率几乎小于污水在沙土里的饱和导水率1个数量级。