新型高分子有机硅材料集流效率

    我中心2004届硕士研究生李巧珍，在导师吴普特研究员和冯浩副研究员的指导下，经过三年努力完成了新型高分子有机硅材料集流效率。 摘　　　要       雨水集蓄利用工程是干旱半干旱地区发展农业生产、减少水土流失、改善生态环境、提高农民收入的重要途径。集雨材料是雨水集蓄利用工程的关键技术，为寻找廉价高效环保型的集流材料，本论文以有机硅1（WD－N002） 、有机硅2（HY－B）、有机硅3（WD－W02 & WD－10混合液）作为研究对象，通过室内渗透试验、室外人工模拟降雨及天然降雨试验和小区作物试验相结合的方法，研究高分子有机硅对土壤入渗性能、坡面集流效率和产流产沙变化过程以及对土壤水分和作物生长的影响，从而筛选出技术经济适宜的面喷涂型高分子有机硅，为集雨工程提供高效环保型集雨新材料。主要研究结果如下：     1、有机硅1集雨材料最优体积配比在1：7～1：5，适宜用量在100ml～150ml/m2；有机硅2最优体积配比在1：5左右，适宜用量100ml/m2;有机硅3最优体积配比在1：5左右，适宜用量50ml/m2。三种材料每平方米造价均在1～3元。     2、在人工模拟降雨条件下，当雨强控制在1.0～1.3mm/min区间，土壤前期含水量在17%左右，干容重在1.5g/cm3左右时，在硅水最优配比和适宜用量范围内，有机硅处理轻粘土坡面集流效率可以达到70%左右，是对照的2～3倍，而侵蚀量只是对照的1/5。以渗透系数和集流效率为指标进行筛选，三种有机硅从优到劣的顺序是：有机硅1、有机硅3、有机硅2。     3、在内蒙天然降雨条件下，有机硅处理径流小区实验结果表明，三种有机硅的集流效率分别为38%、50%、38%，有机硅2的集流效率比对照增加了27个百分点，说明有机硅2比较适合内蒙的砂质土壤。有机硅和固化土结合施用的集流效率高于两者单独施用。     4、集流坡面经有机硅喷涂后，在作物生长季节能大大提高坡面的集流效率,增加了种植带内的蓄水量。经连续3个月观测后，经有机硅处理集流面积为3m2和6m2对应的种植带内土壤水分含量从最初的14%左右分别增长到30.08%和31.27%；而对照处理的种植带土壤含水量比最初降低了5个百分点。     5、坡面不同集流措施处理对作物生长影响较为显著，经有机硅处理的3m2集流坡面小区，种植带内作物生长总湿重比拍光压实高1.1倍，比自然坡面高1.5倍。     新型有机硅材料集雨方式具有施用简单，施工方便，集流效率高，成本低等特点，在集雨工程中具有广阔的应用前景。今后还需进一步研究有机硅材料集雨面的使用寿命和管护工艺，以及在不同区域不同土壤条件下施用的最优配比和最适宜用量。   关键词：高分子有机硅　渗透系数  集流效率  人工模拟降雨试验