土壤中硝态氮淋洗的传递函数模拟和预报

运用传递函数模型(Transfer Function Model,TFM)作为随机模拟工具，对灌溉入渗重分布条件下非饱和土壤中硝态氮的运移进行了数学模拟。获得了实验条件下土壤中硝态氮迁移时间的概率密度函数和中值与均值迁移时间及运移体积分数，仿真了实验期间硝态氮的出流浓度动态，估算了硝态氮的累积淋洗量。  

应用传递函数模型预报农药阿特拉津在土壤中的运移

本文首先对农药阿特拉津(Atrazine)在稳定流场饱和均质土壤中的运移进行了室内实验研究，采用易混合置换的方法，获得了示踪溶质Br-和Atrazine同步脉冲输入1h后的出流浓度动态；其次由批技术得到Atrazine的分配系数，进而获得阻滞因子，在此基础上应用传递函数模型，根据示踪溶质的迁移预报了吸附作用存在时Atrazine在土壤中的运移动态。  

浆砌石坝体溶蚀评价及防治对策探讨

溶蚀导致浆砌石坝体材料强度降低、孔隙率增大、渗漏严重，对大坝安全构成威胁。本文探讨了砂浆的溶蚀机理，提出了根据水质分析和侵蚀性评价、强度检测、水泥浆体成分分析和其中钙离子的溶出量分析等方法来评价浆砌石坝溶蚀程度的方法。在运用该方法对广东省某浆砌石坝进行溶蚀的危害程度评价时发现该工程环境水具有软水的溶出型侵蚀、泛酸型侵蚀和碳酸型侵蚀，部分水样达到强腐蚀等级。同时，砂浆抗压强度低、孔隙率大，水泥浆体中的钙离子含量偏低，随渗漏水流失的钙离子数量巨大，因此，溶蚀已经对坝体材料造成了一定的破坏，且这种影响随时间而增大。最后提出在上游面作防渗层并用改性水泥砂浆和净浆进行灌浆防渗补强处理的防治对策。  

胶凝砂砾石坝材料特性研究及工程应用

本文阐述了胶凝砂砾石坝的起源和发展情况。根据福建街面水电站下游围堰的施工要求，即施工期作为挡水堰，运行期作为量水堰，设计了围堰坝体的断面，对堰体的应力、稳定和渗流进行了分析，提出了材料的性能参数要求，并探讨了胶凝砂砾石材料的渗透溶蚀性能。研究结果表明，采用当地天然砂砾石，掺入水泥和粉煤灰各40kg/m3，其180d龄期抗压强度等级可达到C7.5，并满足围堰的力学、稳定、防渗和抗溶蚀要求，缩短了工期，降低了造价。  

水管理措施对区域水盐动态的影响

以内蒙古河套灌区义长灌域永联试验区为背景，基于野外观测试验数据，利用Visual MODFLOW4.2地下水运动模拟软件建立了区域非饱和-饱和水流与溶质运移耦合模型，并运用该模型，分析了不同节水方案下区域水盐动态。结果表明：在实施渠道混凝土衬砌，总引水量为现状87%的节水方案下，总体积盐量与现状水平相当，耕地非饱和带积盐量减少至现状积盐量的89%，地下水矿化度增高，耕地生育期平均地下水埋深过大，不利于作物生长发育；在秋浇定额减少为1 500m3/hm2，总引水量为现状76%的节水方案下，区域积盐量为现状积盐量的88%，耕地非饱和带积盐量为现状水平的94%，既能满足减轻耕地非饱和土壤积盐量，又可满足减轻区域总体积盐量，同时兼顾作物正常生长发育。因此，节水改造应注意选择合理的节水措施，以确保水资源高效利用并避免土壤积盐。  

干旱区膜下滴灌农田土壤盐分非生育期淋洗和多年动态

膜下滴灌土壤盐分在生育期和非生育期的累积与淋洗,共同决定了土壤的盐碱化趋势,影响着当地农业的 可持续发展。为分析长期膜下滴灌土壤盐分多年动态,于2008—2013年在中国西北干旱区的清华大学-库尔勒生 态水文实验基地开展了棉田实验,采集和化验了15 000余个土壤样本,结合SHAW 模型模拟,探讨了非生育期冬 春灌方式的盐分淋洗效果;基于长期连续观测及理论分析,评估了区域盐碱化趋势。结果表明:冬灌和春灌的盐 分淋洗作用明显,冬灌盐分淋洗深度大致为60 cm,效果优于春灌。若膜下滴灌条件下综合采用非生育期冬灌或 春灌洗盐,在多年尺度上土壤根区盐分不会出现明显累积,土壤盐碱化趋势可以得到控制。  

冬小麦生长条件下土壤氮素运移动态的数值模拟

将土壤溶质运移理论和土壤微生物化学、植物生理学有机地结合起来，建立了农田土壤氮素运移、转化与吸收的综合数学模型。运用该模型对中德合作项目试验田1999～2000年冬小麦优化施肥与传统灌溉和优化施肥与优化灌溉两小区的土壤水分和氮素运移动态及干物质产量进行了模拟。模拟结果与实测数据吻合较好。两小区土壤剖面埋深165cm处硝态氮淋失量的计算结果表明：与传统灌溉方式相比，优化灌溉方式的土壤硝态氮的淋失量明显减少。用验证后的数学模型在计算机上进行了几种不同灌溉方案下土壤水氮运移动态及干物质产量变化的数值试验，结果表明：在喷灌条件下，冬小麦以每l0d灌溉一次，每次20mm水量的灌溉方式较优。  

渗漏溶蚀作用下碾压混凝土层(缝)面抗剪强度衰减规律试验研究

采用硝酸铵溶液循环浸泡的方式加速并模拟碾压混凝土层（缝）间渗漏溶蚀过程，应用直剪法测试抗剪强度，研究了溶蚀对混凝土层（缝）面抗剪强度的影响。结果表明，碾压混凝土层（缝）间渗漏溶蚀沿着缝面的法向逐渐向两侧混凝土的内部延伸，缝面溶蚀深度，即溶蚀前锋线至缝面的距离，用酚酞指示剂+电子探针线扫描技术测定，与钙离子累计溶出量呈线性关系，可以定量表征溶蚀程度。渗漏溶蚀引起缝隙两侧混凝土的孔隙率增大，微观结构变差，混凝土层（缝）面摩擦系数、黏聚力下降，但下降速率逐渐降低，衰减规律遵循牛顿冷却定律。试验数据拟合表明，基于牛顿冷却定律建立的以缝面溶蚀深度为自变量的抗剪强度衰减模型能够很好地反映碾压混凝土层（缝）面抗剪强度变化规律。  

小洋溪水库大坝碾压混凝土侵蚀原因分析

从碾压混凝土质量、水质化验结果、大坝析出物、混凝土侵蚀机理等多个方面对小洋溪水库大坝碾压混凝土侵蚀原因进行了综合分析，找到了大坝混凝土侵蚀原因，为大坝除险加固提供了决策依据。  

消力池底板混凝土-水-化学多场耦合模型及数值模拟

消力池是水工建筑物经常采用的消能设施之一,其长期稳定和安全运行对确保大坝正常发电和汛期安全行洪至关重要,特别是消力池底板的安全稳定尤为关键。但库水长期存在的物理和化学作用使其遭受不断的侵蚀和损伤,混凝土因而损失胶凝性,强度和耐久性能逐渐下降。通过建立考虑化学损伤的混凝土-水-化学耦合模型,数值模拟底板混凝土的化学侵蚀过程,分析化学侵蚀对消力池底板混凝土强度和耐久性的影响,预测化学侵蚀对已破损消力池底板今后运行的影响,并为今后消力池底板修复中如何提高混凝土抗化学侵蚀性提供依据。模拟结果可定量判断消力池底板的钙溶蚀量,进而判断其弱化趋势等。