蒸发过程中饱和土壤水稳定同位素运移规律浅析

基于Fick定律和质量守恒定律推导了饱和土壤水在蒸发过程中的稳定同位素微分方程模型,分析了饱和土壤水的边界条件,给出了解析解,为数值模拟蒸发、蒸发过程中土壤水的稳定同位素组成变化提供了确定性的数学基础,对土壤水分运动以及土壤水稳定同位素的研究具有一定的理论意义.     

土壤水非均匀流动网络特性实验

土壤中的优先流是指土壤在整个入流边界上接受补给,但水分和溶质绕过土壤基质,只通过少部分土壤体的快速运移.优先流的产生是由于土壤中往往存在大量的根孔、虫孔等大孔隙以及裂隙等.搞清优先流对土壤水分运动的影响,对于深入认识入渗补给过程、准确评价地下水补给资源以及地下水污染分析具有重要意义.本研究采用大分子染色材料(Brilliant Blue FCF)及根据碘与淀粉反应显现出蓝色的原理,设计实施了土壤中非均匀水流运动的室外染显色示踪实验,研究了土壤水非均匀流动模式,验证了优先流的水流通道网络特征.     

降雨对浅埋地下水补给的初步探讨

的我国北方平原地区,降雨对地下水补给是地区地下水资源主要补给水源。研究降雨对地下水补给对地区地下水资源评价和合理开发利用地下水有着十分重要的意义。本文根据饱和——非饱和水分运动微分方程和初边值条件模拟浅埋地下水位在降雨入渗补给下有关土壤水和地下水问题。探讨降雨强度对地下水补给的影响;地下水位埋深对降雨补给的影响,以及土壤剖面含水量对降雨补给的影响,最后通过实例模拟蒸发——降雨条件下土壤水和地下水运动问题。     

下渗与土壤水垂直分布的概念性模型

普通的下渗模型一般都将土层的水分运动按集总参数系统来处理,而未顾及土壤水的垂直分布特性,亦即将初始含水量θ_0和后期入渗量F都看成均匀分布在整个土层之中,这种处理计算较简单,但有失真实性,尤其是在间歇降雨时的入渗很难算准。根据山坡水文学原理和一些试验流域资料,土壤水分的垂向分布是很复杂的,既受     

驼绒藜和欧李生物篱对土壤水分的影响

为了研究驼绒藜和欧李生物篱对附近土壤水分的影响,采用土钻法在作物生长季连续测定土壤水分含量。结果表明,0~60 cm土层驼绒藜对距其60 cm以内的土壤水分影响较大,60 cm以下土层驼绒藜对距其30 cm以内的土壤水分影响较大,而欧李与邻近作物的水分竞争不大。留茬地的土壤水分含量高于裸地土壤水分含量,并对附近裸地土壤水分含量有所影响。     

六盘山地区不同林地土壤水分动态变化特征初探

为了研究六盘山地区不同林地对土壤水分动态变化的影响,采用定点观测的方法,对海子流域不同林地土壤水分动态变化进行监测。结果表明:不同林地土壤含水量的垂直变化趋势相似,土壤含水量会随着土壤深度的增加而呈现减小趋势,但各变化曲线有所差异;各林地在0~20 cm土层土壤含水量变异系数都超过0.3,然后均呈现逐级减小趋势;观测期内各林地土壤含水量变化具有明显的季节性特征,故将其变化划分为3个阶段(消耗期、补给期、消退期)。     

南昌市主城区供水水文地质特征研究

研究区地处赣、抚河流冲积平原区,潜水为研究区开采主要含水层,潜水径流主要受地貌形态的控制。潜水含水层的补给主要是河流侧向补给、大气降水的入渗及第三系红层越流补给,丰水期赣江、抚河水补给地下水为主,枯水期以地下水往河流排泄为主;平水期,地表水与地下水交替补排。赣抚流域为典型的硅酸盐地区,地下水水化学受硅酸盐、碳酸盐及人类活动影响,研究区粘土层较厚,湖水对地下水影响不大。人工开采是地下水的主要排泄途径,近年来地下水水井不断减少,但以南钢为中心的降落漏斗最大可达10 m,影响范围较大。     

寒区闭流区土壤水分垂向渗流系统物理模拟试验装置分析与设计

土壤入渗是大气降水、地表水、地下水和土壤水相互转化的一个重要环节,入渗试验是研究土壤入渗的重要手段。以乌裕尔河、双阳河闭流区为研究对象,以入渗试验为基础,基于不同的气候条件和试验原理,分别对积水条件下的土壤水分垂向变化试验装置、蒸发条件下的土壤水分垂向变化试验装置和冻融条件下的土壤水分垂向变化试验装置进行了分析与设计,以便找到研究寒区闭流区土壤水分运移的最佳试验方法。     

宁夏贺兰山东麓酿酒葡萄滴灌土壤水分变化特征研究

针对贺兰山东麓酿酒葡萄种植中存在大水沟灌水分利用效率低,滴灌技术应用缓慢等问题,试验设计了3个水分处理(分别以0~60 cm土层灌前土壤田间持水率的60%,70%和80%作为各处理灌水控制下限),通过田间试验,研究了贺兰山东麓地区砂质壤土条件下不同监测深度、监测点的土壤含水率变化特征。结果表明,滴灌葡萄土壤水分受灌水的影响较大,灌水下限不同,土壤水分也存在明显的差异,主要随着灌水下限的增大而增大;3年生幼龄葡萄,距滴头20 cm处葡萄根系密集分布层土壤水分下降很快,葡萄植株的生长对该处土壤水分的需求高于距滴头40 cm的土壤水分;灌水下限70%田间持水率的处理在垂直剖面上土壤水分分布较合理,灌水间隔时间为5 d,推荐作为该地区葡萄控制灌溉的下限。     

棉田控制排水土壤含水量预测

以棉田水分为主要研究对象,通过观测控制排水与自由排水对照小区不同土层土壤体积含水量,对2008年棉花生育期间土壤含水量数据进行线性回归分析,建立控制排水条件下农田分层体积含水量预测模型.用2009年同期数据进行检验,效果较好.表明控制排水措施能有效减少0～40cm内土层土壤水分流失,控制水位越高田间水分含量变化越小.     

银川平原主要水环境问题及其对策

基于野外调查、取样分析以及遥感影像等,介绍了银川平原水文地质条件及水资源利用概况,探讨了土壤盐渍化、湖泊湿地萎缩、地下水盐化、地下水超采以及土地荒漠化等水环境问题及其演化成因。结果表明:银川平原地下水主要接受渠系渗漏及灌溉入渗、大气降水入渗、平原周边地下侧向径流、洪水散失、黄河水等补给,地下水排泄方式主要是排水沟排泄、蒸发和人工开采等,大部分地区潜水埋深在3m以内;地表水主要来源于黄河引水,水资源利用效率不高;土壤盐渍化总面积8.17×10⁴hm²,呈逐年缩减的趋势,主要分布于银川平原北部,平原南部仅分布在邵岗东部、灵武东部秦渠和东干渠等;湖泊湿地总体呈逐渐减少趋势,主要分布在银川平原北部,永宁以北、平罗以南区域比较集中,滩涂沿黄河两岸分布;潜水总含盐量自西向东、自南向北不断增大;银川和石嘴山深层地下水超采严重,地下水降落漏斗面积已超过500km²;沙漠化土地分布在银川平原的东西两侧;土壤盐渍化及地下水盐化主要由潜水位埋深过浅,蒸发强烈造成的。最后,提出了防治上述水环境问题的对策:进一步加强水资源管理以及地表水与地下水联合调配;提高农业水资源利用效率;完善田间工程配套,实现渠道防渗管道化;改进田间灌溉技术;严格污水排放,积极开展污水净化处理,实行污水资源化;加强对水土环境质量的系统监测。     

汉江中游典型小流域土壤有效锌空间变异特征及评价

为了评价汉江中游典型小流域土壤有效锌的分布特征,利用网格法分3层在余姐河小流域采集土样,共采集207个样点。基于地统计学方法和Kriging插值法,结合坡向对土壤有效锌含量空间变异特征进行研究,并进行了丰缺评价。结果表明:随着土层深度的增加,土壤有效锌含量逐渐降低;经方差检验,仅0~10 cm土层土壤有效锌含量存在显著性差异;林地0~10、20~40 cm土层土壤有效锌含量与坡向呈显著正相关关系;草地0~10 cm土层土壤有效锌含量与坡向呈显著负相关关系,10~20、20~40 cm土层呈极显著负相关关系;该流域0~10 cm土壤有效锌储量为45.42 kg,土壤有效锌储量从大到小依次为林地、农地、草地;根据土壤有效态微量元素平均密度综合评价指数,该流域土壤有效锌处于丰富水平。     

珠江源不同土地利用方式下土壤肥力分析——以三道箐林场为例

采用内梅罗公式分析法和灰色关联系数法对三道箐林场不同土地利用方式下土壤质量进行综合分析.结果表明:以荒地为参照,其他土地利用类型的土壤理化性质有所改善;五种土地利用类型土壤质量一般,荒地较为贫瘠,土壤养分严重缺磷;0~20 cm土层土壤肥力质量依次是菜地华山松林耕地云南松林荒地,20~40 cm土层华山松林地土壤肥力质量最佳,总体以华山松林地土壤肥力质量最好;增加磷肥的施用和荒地向其他土地利用类型的转变是改良土壤的关键措施,同时加大对云南松低效林的改造很有必要.     

墨水湖底泥重金属污染特征分析

为了了解武汉市墨水湖底泥中重金属的污染特征，在湖区选取8个点采集柱状样，测定其重金属含量。结果表明：墨水湖底泥中Pb的含量为40．8—168．1mg／kg，Cu的含量为48．2—186．5mg／kg，Zn的含量为255—615mg／kg；Pb、Cu、zn的含量分别在40cm处、30cm处和20cm处达到最大值。分析表明底泥中Pb、Cu、zn的含量具有以下特征：枯水期略高于丰水期，有排污口地带的含量高于没有排污口的地带，朱截污地带的含量高于已截污地带。因此，应尽快截污墨水湖现有排污口并清淤，清淤深度宜大于40cm。     

潜水稳定蒸发条件下土体响应模拟

基于Gardner提出的模型,对潜水稳定蒸发条件下,欧洲地区5种土体响应进行了模拟研究。数值实验结果表明：土壤含水率和对数坐标系下的土壤水吸力分布曲线分别呈现单拐点和双拐点的特点;相同地下水埋深条件下,土体的最大蒸发强度与黏粒含量呈负相关关系,二阶多项式可以很好的拟合地下水埋深与最大蒸发强度之间的关系;蒸发强度介于0.01cm/d～0.1cm/d,潜水稳定蒸发时,土体对应的最大地下水埋深值可以作为临界水深的参考范围;相对蒸发系数的模拟结果与相关文献记录的实验规律相似。使用Gardner模型可以对土体潜水稳定蒸发响应进行很好的模拟,模型求解方法相对简单,模拟结果可靠性高。     

淮北平原2009年特旱期浅层地下水分析

分析了2009年初安徽淮北平原特旱期地下水位的动态变化情况,及其与多年平均、典型年同期浅层地下水埋深的比较分析,得出浅层地下水是该区域较可靠的抗旱水源的结论,并就更好地合理开发利用地下水资源提出措施和建议。     

高地下水位土方开挖降水施工

李河渠道倒虹吸开挖深度大,约20 m,低于地下水位17 m.倒虹吸开挖必须在相对干燥的环境中进行,故采用管井法将地下水位降至开挖面以下或截断地下水,避免施工时发生管涌或流土破坏地基.经抽水试验,应用管井法降水保证了基坑基本在干燥情况下施工,为相似地区的降水施工提供了借鉴.     

Regulations and patterns of soil moisture dynamics and their controlling factors in hilly regions of lower reaches of Yangtze River basin,China

Time-domain reflectometry was used to make continuous measurements of soil moisture to 18 sample points with depth of 2 m for 36 months in a typical artificial secondary oak forest located in a hilly area on Zijin Mountain in the suburbs of Nanjing,China.The data were then used to examine the patterns of soil moisture variations on temporal and spatial scales and predict the relationships between soil moisture and major factors of both meteorology and topography.Water in the topsoil was active,and the upper 30 cm of soil supplied about 43% of the water content variation during the whole year.This difference of water content changes among layers could be due to the distribution conditions of some soil physical properties.When initial soil moisture was in the range from 10% to 40%,the impact of a single storm event on soil moisture was extremely significant,especially on sunny slope.Both climate and slope condition were related to soil moisture change,and the impact of slope gradient on soil moisture was higher that on shady slope.Moreover,root uptake was another important path of soil water consumption.     

红壤坡耕地不同整治方式对土壤水分物理性质的影响

土壤水分物理性质改善对于植物水分利用和土壤化学性质提升具有重要作用.以坡耕地为对照,旱作梯地、茶园地、次生草地和人工牧草地为研究对象,通过野外采样与室内实验相结合的方法,对土壤容重、饱和含水量、毛管含水量、非毛管含水量及田间持水量情况进行了研究,探讨坡耕地不同整治方式对土壤水分物理性质的影响.结果表明,各整治方式下随着土层深度的增加,土壤容重均显著增大,而次生草地显著下降,0¹0 cm土层土壤容重依次是人工牧草地(0.98 g/cm3)<坡耕地(1.09 g/cm3)<旱作梯地(1.19 g/cm3)<茶园地(1.22 g/cm3)<次生草地(1.38 g/cm3);010 cm土层土壤容重依次是人工牧草地(0.98 g/cm3)<坡耕地(1.09 g/cm3)<旱作梯地(1.19 g/cm3)<茶园地(1.22 g/cm3)<次生草地(1.38 g/cm3);0¹0 cm土层土壤饱和含水量大小顺序为次生草地(30.84%)<旱作梯地(37.54%)<茶园地(41.69%)<坡耕地(45.40%)<人工牧草地(55.08%);次生草地和坡耕地的土壤毛管含水量均随着土层增加而增加,人工牧草地、旱作梯田和茶园地则随土层深度增加而减少,表层土壤中,毛管含水量差异较小,其值分别在25.83%10 cm土层土壤饱和含水量大小顺序为次生草地(30.84%)<旱作梯地(37.54%)<茶园地(41.69%)<坡耕地(45.40%)<人工牧草地(55.08%);次生草地和坡耕地的土壤毛管含水量均随着土层增加而增加,人工牧草地、旱作梯田和茶园地则随土层深度增加而减少,表层土壤中,毛管含水量差异较小,其值分别在25.83%²1.61%、4.25%21.61%、4.25%⁷.38%之间波动,相互之间大体不显著;人工牧草地、坡耕地、旱作梯田和茶园非毛管含水量随土层增加而减少,次生草地则增加,07.38%之间波动,相互之间大体不显著;人工牧草地、坡耕地、旱作梯田和茶园非毛管含水量随土层增加而减少,次生草地则增加,0¹0 cm土层中人工牧草地土壤非毛管含水量为24.02%,明显高于次生草地(3.07%)、坡耕地(11.57%)、旱作梯田(10.80%)和茶园地(10.33%);不同整治方式土壤田间持水量变化趋势与土壤毛管含水量相同,其中010 cm土层中人工牧草地土壤非毛管含水量为24.02%,明显高于次生草地(3.07%)、坡耕地(11.57%)、旱作梯田(10.80%)和茶园地(10.33%);不同整治方式土壤田间持水量变化趋势与土壤毛管含水量相同,其中0¹0 cm土层以人工牧草地田间持水量最大,为30.82%.不同整治方式对土壤水分物理性质影响有显著差异性,人工牧草地土壤水分物理结构最好,因此,对红壤坡耕地不同整治方式土壤水分物理性质的研究,有利于探索坡耕地整治技术,以及如何对土地进行合理配置与利用.     

岩土工程勘察中地下水问题的探讨

为解决近年来银川市地下水对建筑物设计施工的影响,从岩土工程勘察角度,对地下水位的测定、变化范围、岩土渗透系数、地下水腐蚀性四个方面进行了分析讨论,提出目前存在着勘察时水位量测不准确,地下水水位的变化幅度不可靠,降水井的深度不合适,隔水层以下地下水呈现出更高矿化度等问题.相应的解决方法为:一般工程,整个场地钻探结束24h后测定静水水位;对大型重点工程,地下水位初勘时,设置地下水长期观测孔;因银川市地下水位连年下降,抗浮设计水位应以近3～5a最高水位计算,而不应取历年最高水位;由专业部门编制银川市地下水位变化幅度图,成果共享;通过对各主要土层渗透系数指标值分析,第⑤层粉土为良好的隔水层,施工降水设计时降水井不宜穿过该层土;深层降水井中的地下水不可作为工地施工用水,浅层降水井中水质一定要化验才可决定能否作为施工用水.