平原水库单分子膜无效蒸发消减的技术

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1、平原水库单分子膜无效蒸发消减的技术1.1研宂的背景及意义水是生命之源，是整个A然界正常运转的先决条件，人类文明的发展过程始终与水保持着极为密切的关系，人类文明的出现、发展和兴袞与各大流域水资源的变化保持的高度的协调。在人类文明初期，人们傍水而居，从水中获取食物來满足人类生存的基本要求，川‘以说水孕育着人类的文明。随着迈忠的发展，人们从傍水而居、逐水迁徙慢慢地知道如何更进一步地利用水资源，然而，人类对水资源的利用并不一直是科学的、合理的，工业化进程的加快，人们对水资源的需求量越来越大。一方面，工业化、现代化的进程消耗了大量的水资源，很大一部分己经超出的A然界所能承受的范围;另一方面，人们对水资源

2、大量消耗的同时并没有对其进行合理的、应有的保护，造成水资源的污染和生态的破坏，水资源日益短缺的状况也越來越严重。在企球范围内水资源短缺的现况上，水资源不仅仅是一种自然资源，也是一个国家、一个地区重要的簦迸型资源和战略资源。20世纪中期以来，随着世界经济快速发展、人口的剧列增长,企球用水量急剧增加，水污染日益严重。根据1997年联合国发布的《世界水资源综合评估报告》显示，水资源的短缺将会成为制约世界经济发展的关键因素之一，并有可能引起地区、国家之间的冲突。我国水资源问题十分突出,rh水利部组织的企国第二次水资源评价结果表明，我国水资源总量为27789.3亿m3,虽然水资源总量大，但是人均占有量仅

3、仅为2200m3,局部地区低于500m3,人均水资源占有量仅为世界人均水平的四分之一［1］。我国水资源利用率低，污染严重，并且地区分布不均，水土资源不成正相关［2］,这些特点进一步加剧了我国水资源短缺的问题,其中水资源地区分布不均的状况在塔里木河流域S现较为明S［3］。塔里木河流域深居内陆，气候干旱，水资源相对贫乏，生态环境脆弱。水资源是该地区最宝贵的A然资源，是一切经济活动和社会活动的物质基础。随着该流域经济的发展，水资源严重短缺的现状也尤为突出，该流域是以灌溉为主的绿洲农业，水资源的短缺严重制约着该流域的发展。水资源对该地区而言不仅关系到农业、经济的发展，同时关系到社会的稳定、民族的和谐和

4、我国边疆地区的安企，采用合理的措施科学地使用当地有限的水资源是值得认真研宂的课题。1.2国内外研宂进展直观來讲，单分子膜是厚度呈单层分子厚度分子间排列在一起的膜状结构，进一步來讲它是一种表面活性剂，利用原材料的“两亲特性’’在铺展溶剂的作用下在亚相液体表面迅速铺展，fl发形成不洛性单分子膜状结构,进而改变液面直接裸露于空气中的状态。当水分子想溢出水面穿透单分子膜时，水分子就会受到分子膜的阻碍作用，致使在相同外界条件下水分子不易脱离水面，从而达到蒸发效率明显降低的FI的［7］。这种在液体表面铺展表面活性剂形成分子不溶膜阻蒸发的技术被称为分子膜阻蒸发技术。该技术除了应用于水体表面起到抑制水蒸发的用

5、途外,还可以应用到刚浇筑的混凝土表而，起到养护混凝土的作用［8］。另外，由于节分子膜抑制剂抑制了水体水分的蒸发，这样就能减少水体因蒸发而散失热:W:的效应，从而提高水体的温度，在水稻田的铺设单分子膜抑制剂可提高水温，加快水稻的生长。单分子膜阻蒸发制剂也可喷洒于植物叶片,减少植物的蒸腾作用，在苗圃移栽方而也可投入使用。人们对单分子膜阻蒸发技术的研究己有70多年的历史，早在20世纪40年代，先后在各国开展对单分子膜阻蒸发实验的探索。德国科学家率先采用石蜡油皂膜喷洒于土壤表而来减少土壤表而水分的蒸发。1942年法国科学家Bertrand以脂肪酰胺为原材料，配制岀液相的单分子膜阻蒸发制剂［9］，并在实

6、验室理想环境下对其进行了抑制率、膜寿命等测定，当时仅采用脂肪酰胺为主要原材料配制的单分子膜，阻蒸发抑制率仅能达到20%左右，铺膜后膜在水体表而持续的时间也只有18个小时，但是Bertrand教授对其配制的单分子膜进行了微观结构研究，并给fli了巾脂肪酰胺为主要原料配制fli的单分子膜的阻蒸发机理。1.3研究的内容本研究以塔里木河流域气候干旱、水资源短缺、平原水库蒸发量较大为背景，结合该流域的气象资料，探索适合该地区应用的平原水库单分子膜无效蒸发消减技术与应用。论文研究了吊分子膜阻蒸发试剂的的配制方法、阻蒸发效率的测定、物理及化学性质等，并根据该流域气候特点筛选出适合的单分子膜阻蒸发制剂。在室内

7、试验的基础上，进一步在试验小区fl然环境条件T对单分子膜阻蒸发制剂的各项指称进行检验,筛选出抗风浪能力、自我修复能力、抗沙尘能力、抗太阳辐射能力等较为突出的单分子膜阻蒸发制剂。为了克服单分子膜阻蒸发制剂受风浪影响较大，不能直接应用于大面积水体表面的缺点，本课题采用漂浮M格的措施來消减风浪对其的影响，并在试验小区进行Y效果验证。为了验证漂浮网格消减风浪措施在实际应用中的效果，在多浪水库建立了示范小区