关键词:
再生水
连通孔隙
图像处理
水力性质
冗余分析
摘要:
再生水已被广泛应用于园林绿化、景观补水及农业灌溉以缓解水资源短缺问题。然而,由于再生水成分复杂,采用再生水灌溉可能导致土壤孔隙结构变化,进而影响土壤的水力特性,削弱水体污染物过滤和土壤自净能力,对环境产生不利影响。基于此,本研究以宿迁市某再生水农业灌溉区域开展,选择长期地表水灌溉(S1)、再生水短期灌溉(S2)与再生水长期灌溉(S3)区域,采用塑料环刀和铁环刀取0-20和20-40 cm的原状土,通过CT扫描和图像处理技术获取不同处理下土壤连通孔隙及其结构特征,同步测试土壤的水力性质,探究再生水灌溉对土壤孔隙结构与水力参数的影响,分析引起水力性质变化的关键孔隙参数。结果表明:(1)短期再生水灌溉破坏孔隙结构,使得孔隙结构趋向于简单化。再生水长期灌溉后,土壤孔隙结构较短期灌溉有一定程度的改善,与长期地表水灌溉土壤相比没有显著差异。再生水灌溉对表层土壤和深层土壤孔隙结构与水力性质无显著影响。(2)再生水灌溉显著降低土壤的导水性。与长期地表水灌溉相比,再生水短期灌溉与长期灌溉土壤的KS分别降低20.81%与20.18%。再生水灌溉对于土壤的持水性能影响不大。(3)再生水灌溉后孔隙结构的变化显著影响土壤的水力性质,冗余分析结果表明孔隙参数共解释了83.30%的水力性质变异,其中表面分形维数对水力性质的影响最大,孔隙形状与所有的水力参数都没有显著的关系。本研究可为安全合理利用再生水灌溉提供参考。