地下水埋深对冻融土壤水分入渗特性影响的试验研究

本文基于冻融期间大田测坑不同地下水埋深条件下，自然冻结土壤水分入渗试验，分析讨论了地下水埋深对冻融土壤水分入渗能力、相对稳渗率的影响和冻融期间土壤入渗能力的变化特点。结果表明：地下水埋深对冻融土壤入渗能力的影响十分明显；土壤入渗能力随地下水埋深的增大而增大；冻融土壤的相对稳渗率随地下水埋深的减小而减小；冻融期间地下水埋深小的土壤的入渗能力始终小于地下水埋深大的土壤的入渗能力。地下水埋深对冻融土壤水分入渗能力的影响通过其对地表土壤含水量的影响而实现。研究结果对于指导季节性冻土地区冬、春灌溉合理灌水技术参数的确定具有实际意义     

膜孔灌多向交汇入渗减渗特性和数学模型研究

利用自行研制的试验装置进行了膜孔入渗模拟试验。根据试验资料，分析了膜孔多向交汇入渗规律，研究了膜孔交汇入渗相对于膜孔自由入渗的减渗特性，建立了膜孔多向交汇入渗的三阶段入渗模型和减渗量模型，分析了膜孔交汇入渗参数随入渗阶段的变化规律，提出了膜孔交汇入渗减渗率的概念，并推导得到了膜孔多向交汇入渗减渗率的计算公式。在此基础上，建立了膜孔多向交汇入渗减渗率与入渗时间的幂函数关系，并根据试验实测资料进行了验证。     

粉粘土夹层对砂的减渗规律试验分析

对高渗透性砂内部的低渗透性粉牯土夹层的减渗作用进行了室内垂直一维人渗试验研究.通过分析累计人渗量I、累计人渗时间t、湿润锋推进距离z之间的关系,定性阐述了粗砂中的粉粘土夹层的减渗作用,其结果表明:粗砂中的粉粘土夹层使水的入渗率和湿润锋的推进速度明显减小,并且将均质中的非线性入渗过程变为夹层内的线性入渗过程,使夹层范围的人渗成为一个具有较小入渗率和较小湿润锋推进速度的稳渗阶段.     

地中蒸渗计与自然潜水水分运移机理差异及误差分析

本文对地中蒸渗计与自然潜水水分运移机理存在的差异及误差进行了分析。分析结果表明：利用地中蒸渗计监测的潜水蒸发量、降雨入渗补给量与自然潜水的实际情况存在一定的误差，这种误差随着潜水埋深的变化而变化，潜水埋深越浅，误差越大，因此，使用地中蒸渗计资料，特别对于潜水埋深小于1.5m的浅埋深地中蒸渗计资料时，一定要对蒸渗计资料作适当的技术处理，否则，如果直接引用，将会给计算成果带来较大的误差。     

黄土丘陵区小流域土壤入渗速率空间变异性

：本文选择黄土丘陵沟壑区的安塞县纸坊沟小流域，利用小型人工模拟降雨入渗试验装置，在全流域按照土地利用方式和地形地貌进行了多点实测土壤入渗速度，根据实测结果将土壤入渗速率分为4级。试验结果表明纸坊沟流域土壤入渗速率具有明显的坡面垂直变异规律，随着坡度的增加，土壤稳渗率减少；阴坡土壤稳渗率高于阳坡，但其初渗率小于阳坡；坡位对稳渗率的影响表现为：由坡上部到坡下部稳渗率逐渐提高。土地利用方式不同，土壤稳渗率也存在较大差异，通过实测6种土地利用方式刺槐林、沟垄耕作糜子地、普通耕作糜子地、坝地南瓜地、小麦地及撂荒地土壤入渗速率，发现刺槐林地土壤入渗速率衰减最慢，其次为沟垄耕作糜子地，最后为陡坡撂荒地。     

沟道间歇积水入渗的减渗率模型

本文根据田间入渗试验，分析了间歇积水入渗周期减渗率和平均周期减渗率等减渗特点，在此基础上，提出了沟道间歇积水入渗的减渗率模型，并进行了验证。     

蒸渗计法降水入渗补给系数变化规律分析

利用三个实验站的地中蒸渗计实测资料,对降水入渗补给系数变化规律进行了综合分析,结果表明:降水入渗补给系数随地下水埋深、降水量有明显的规律性,并且存在最佳埋深.当地下水埋深小于最佳埋深时,降水人补给系数随着埋深的增大而增大,当地下水埋深大于最佳埋深时随着埋深的增大而逐渐减小并趋于稳定;降水人渗补给系数随降水量的变化一般呈反"S"型曲线.     

黄丘区自然草地对坡面土壤入渗的影响机制

利用野外人工模拟降雨试验,研究了草地覆盖度变化对土壤入渗过程的影响,定量分析了草地作用下入渗参数的变化规律。结果表明:草地覆盖度对土壤入渗率的影响存在着分级现象,36%~54%覆盖度范围内入渗率随着覆盖度增大而增大的幅度并不大,只有当草地覆盖度超过59%之后,入渗率才明显增大;草地具有削减入渗波动的能力;Horton和Philip入渗公式均能有效地反映不同植被覆盖度下降水在土壤中的入渗过程及特性;草地覆盖能有效增大土壤初始入渗率和稳渗率,并且土壤初始入渗率以及稳渗率与草地覆盖度均可用指数函数关系表示;草地覆盖度越高,初始入渗率和稳渗率相差越小,入渗率衰减得越慢。     

由波涌畦灌灌水资料推求土壤入渗参数和减渗率系数

本文根据水量平衡原理，提出了利用大田畦灌灌水资料推求土壤入渗参数的方法，在此基础上，又提出了利用波涌灌水流推进和消退资料确定间歇入渗减渗率系数的方法。实例计算表明，这些方法能简单而有效地求得田间土壤平均入渗参数和减渗率系数。该研究成果为波涌畦灌技术要素设计和灌水质量评价奠定了基础。     

间歇入渗影响因素的大田试验研究

间歇灌是一种新的地面节水灌溉技术。本文以141组大田连续及间歇单点入渗试验资料为依据,针对陕西关中地区中壤质地土壤,分析了土壤初始含水量、土壤结构及灌水参数等因素对间歇入渗减渗效果的影响。结果表明,土壤初始含水量的大小主要影响入渗过程的初始阶段,对减渗效果影响甚微;随着表土容重增大,减渗率减小;灌水参数对减渗效果有不同程度的影响,其中循环率影响最大。     

流动沙丘降雨入渗和再分配过程

本文通过野外监测和模拟降雨试验对流动沙丘降雨入渗补给、再分配过程和蒸发消耗几个方面作了定量研究。结果表明：科尔沁沙地流动沙丘0～200cm深度土壤层特性具有明显的垂直变化，0～20cm为表层干沙层；20～140cm为降雨影响变化层；140cm以下为深部稳定层。土壤入渗速率受降雨强度的控制，强度大，入渗也大，入渗深度与降雨量和降雨强度之间存在线性关系。湿润锋迁移速率在降雨开始较小，而后逐渐增大，达到峰值之后，又随时间而降低，最后趋于稳定。13.4mm的降雨是无效降水和补给地下水的分界点；≥20mm的降雨可使蒸发层土壤在再分配结束后达到最小持水量；≥50mm的降雨通过土壤水分的再分配可以使120cm深度土壤水分达到饱和持水量，进而下层进行饱和排水入渗。     

浑水入渗的滞留物分布特征及影响因素分析

利用物理试验模拟浑水入渗问题。浑水入渗时有表面落淤、颗粒运移和入渗滞留现象存在,试验的重点在于研究土体内入渗滞留物的分布特征。首先利用流动的水流实现浑水入渗条件,以减少表面落淤对入渗的影响;此后进行入渗试验,测定滞留物沿沙柱的分布,并进行数学曲线拟合;最后讨论了入渗滞留过程中的水土交互作用。砂柱颗粒组成和浑水含沙量是影响浑水入渗和滞留的重要因素。     

基于土体各向异性的雨水入渗渗井试验研究与验证

为提升海绵城市建设和运行过程中雨水的利用率,提出了一种雨水入渗渗井装置,并对雨水入渗效果进行了验证。在黏土场地竖向开挖一定深度的渗井孔,并用中粗砂填满,即形成一种雨水入渗装置。利用原位试验对渗井场地中土体的渗流情况进行了测定,得到了入渗过程中不同时刻土体的饱和度。依据数值分析软件ABAQUS对原始黏土场地和设有砂石渗井的黏土场地分别进行了数值模拟,获取了入渗过程中不同时刻土体的饱和度模拟值。将原始场地的饱和度模拟值和设有砂石渗井场地的饱和度模拟值进行了比较,并将在设置渗井的场地进行的原位试验得到的饱和度实测值与ABAQUS计算出的饱和度模拟值进行了对比。研究结果表明:砂石渗井能大幅增加土体的入渗量,且靠近渗井的土体水分入渗量较原始场地平均增长率达到了67.21%;砂石渗井增加入渗的效果随土体深度和距渗井轴心距离的降低而增加。该研究成果期望为海绵城市的建设提供参考。     

包气带岩性结构对降雨入渗能力的影响

降水是鄂尔多斯盆地风沙滩地区地下水的主要补给来源之一,区内包气带岩性结构影响着降雨入渗补给地下水的过程。试验以该区两组均质结构(风积沙、风化砂岩)与两组层状"上粗下细"结构(风积沙-风化砂岩组、风积沙-淤泥质沙组)中水势和水量变化情况分析不同岩性中降雨入渗过程的差异性。结果表明:均质结构和层状"上粗下细"结构降雨入渗过程均呈线性变化过程,但是均质结构的累计入渗量为层状结构的1.5～3.0倍,更有利于降雨入渗;层状"上粗下细"结构中,岩性由粗到细水力梯度增大1.48～1.78倍,下覆细质土较大的水势梯度反映了其低渗性,且降水入渗过程与上覆粗质土无关,主要由下层细质土控制,下层细质土颗粒越细,入渗量越小,较细细质土的入渗量约为较粗细质土的0.66倍。研究结果对于提高鄂尔多斯盆地风沙滩地区水资源评价的准确性具有重要意义。     

考虑降雨入渗条件的植被边坡稳定性评价

为了研究降雨对植被边坡稳定性的影响,利用改进的Green-Ampt模型,在考虑植被水力作用和饱和区径流基础上,推导出了降雨入渗条件下植被边坡的湿润锋深度计算公式,并采用极限平衡法计算出了植被边坡不同潜在滑动面上的抗滑稳定安全系数,对多层非饱和土植被边坡稳定性进行分析评价。结果表明:考虑植被水力影响和饱和区径流的多层非饱和土植被边坡的入渗模型,更加实用,可更加准确地对降雨作用下植被边坡进行稳定性评价;湿润锋深度随着降雨的持续时间增加而增大,浸润锋经过土层交界处时出现突变现象,根系粉质砂土层的湿润锋深度增幅小于粉质砂土层的湿润锋深度增幅的1.5%~11.8%;4个潜在滑动面处的抗滑稳定安全系数在降雨早期随着降雨持续时间的增加而逐渐减小;粉质砂根土复合层的抗滑稳定安全系数比粉质砂土层的抗滑稳定安全系数提高了12.3%~35.5%;根土层与土层交界面处不易发生失稳破坏,而土层与土层交界面处的抗滑稳定安全系数会出现急剧变化,易发生失稳破坏。     

风积砂水分迁移试验研究

为了研究水分在风积砂中的迁移规律,以不同初始含水率、不同干密度的陕北风积砂为研究对象,在不损坏试样的前提下在试验室进行含水率的实时监测。分析了风积砂内部含水率、渗透强度的时空变化规律,得到了土水特征曲线,揭示了风积砂的水分迁移特征。研究表明:在等温条件下,基质势和重力势是风积砂中水分迁移的主要动力;同一干密度下、不同初始含水率的风积砂中由于基质吸力引起土体中水分迁移的湿润锋高度相同,补水量随着初始含水率的增大而减小,渗透强度随着初始含水率的增加呈现递减趋势;风积砂土水特征曲线的分布包含饱和段、过渡段和不变段,其中同一干密度土样的曲线的饱和段水分分布规律基本相同,过渡段内水分变化梯度存在较大差异,水分变化梯度随初始含水率的增大而逐渐减小;对于不同干密度的风积砂,在相同初始含水率下,补水量和渗透强度随干密度的增加而减小,毛细水上升高度随着干密度的增加而增大。     

闽北地区不同植被类型下滑坡体土层入渗性能研究

闽北地区是福建省浅层滑坡灾害的多发区之一,该区残坡积土体厚度大、土层结构松散,地表人为活动强烈 , 暴雨后不同强度的降雨入渗是诱发该区出现不同规模滑坡的主要因素。从滑坡防治的角度出发,采用双环入渗法对不同植被类型下滑坡体表层土的入渗性能进行了研究,用 Horton 水分入渗模型对入渗过程进行了模拟,并分析了植物改变土壤水分入渗率的作用机理。研究结果表明：植被覆盖能增强滑坡体表层土体的入渗能力;竹林的入渗能力大于杉树林;草本植物能有效降低土壤的水分入渗率。滑体表层土体的入渗率过高,而下层入渗率又较低时,会造成上层土体产生积水 , 从而诱发滑坡发生。     

长江中上游地区土壤入渗速率的空间分异研究

 利用双套环法对长江中上游水土流失严重区的50个县（市）进行原位测试，对其典型土壤的稳渗速率及其影响因素进行了分析研究。结果表明：土壤稳渗速率在长江中上游地区呈现规律性的地域分异, 四川盆地以及毕节地区是稳渗速率高值区，陕南和陇南地区、三峡库区以及丹江口库区是稳渗速率一般区，金沙江下游地区以及湘东赣南红壤丘陵区是稳渗速率低值区；土壤稳渗速率随土类发生有规律变化，黄壤系列土类最大，然后是石灰土、紫色土，红壤系列土类稳渗速率最小；土壤稳渗速率与质量密度呈负相关关系，与孔隙度、大于0.25 mm风干土水稳性团粒含量、有机质含量以及粉/粘呈正相关关系。     

城市径流雨水渗滤处理设施渗滤层改良研究进展

综述常见的雨水渗滤设施中填料的作用,包括天然材料如沸石、石英砂、木料,废弃材料如煤灰渣、蟹壳,以及人工材料如纤维膜、活性炭和零价铁等;比较分析不同渗滤材料的特性及其用于改良渗滤层时对污染物的去除效果及去除机理,认为传统的渗滤材料(如土壤)难以去除径流雨水中的难降解污染物(如重金属、多环芳烃等),而改良的渗滤材料不但可改善出水效果,且可提高设施处理效率,减少滤料层阻塞。由于不同渗滤材料各有利弊,针对不同的雨水水质及处理要求,多种渗滤材料的配合使用以及对新材料的开发将有益于提高雨水渗滤填料层的处理效果。     

层状土入渗试验中指流发育的分形特征及入渗规律

土质结构差异较大的层状土入渗过程中易出现指流.为了了解层状土下层介质对指流发生发育的影响,以三种不同粒径的石英砂为下层介质和以砂壤土为上层介质进行了室内积水入渗的染色示踪试验.结果表明,下层介质粒径越大越易出现指流,且指流行进速度越快.指流发生后,入渗过程趋向于稳定,且下层土壤粒径越大,稳定入渗率与累积入渗量越小.采用湿润面积和湿润比描述指流发育的宏观特性,发现湿润面积和平均湿润比都随时间而增大,表明湿润锋趋于均匀.为定量研究层状土入渗中指流发育的分形特征,采用像素点覆盖法编制了计算染色示踪试验中分形维数发育的Matlab程序,对程序进行了验证并计算了四组试验指流发育的计盒维数.结果表明指流分布具有明显的分形特征,下层介质粒径越大计盒维数越小,且计盒维数随时间而增大.