水分渗入含钾离子均质黄土的试验研究

通过室内试验研究结果表明 ,在入渗过程中 ,单位土壤对钾离子的吸附量相等 ;吸附量与参与吸附的土壤总量成正比。当土壤钾离子含量不同时 ,对入渗过程有明显影响。入渗时间相同 ,累积入渗量和湿润锋位置都随钾离子含量增大而减小     

土壤中NaCl含量对水平一维入渗特性的影响

通过室内试验,分析了土壤中NaCl含量对水平一维入渗的湿润锋、累计入渗量、土壤含水量和土壤Cl-含量的影响。结果表明:不同NaCl含量土壤水平一维入渗的湿润锋和累计入渗量随着入渗时间的延长而增大;相同入渗时间时,土壤NaCl含量越高,湿润锋运移距离、累计入渗量、土壤含水量越小,土壤Cl-含量越大;不同NaCl含量土壤水平一维入渗结束后的土壤含水量和土壤Cl-含量之间存在极显著的相关关系。     

降水入渗过程中土柱出流水盐分变化试验研究

在室内模拟了降水入渗非饱和带土壤补给地下水的过程,具有一定盐分含量的降水入渗土壤剖面,收集土柱底部出流水样品,测试样品中的Cl~-、SO_4~(2-)、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量。通过对比分析不同离子含量随累计出流水量的变化情况可知:当累计出流水量超过200 m L后,样品中的Cl~-含量与模拟降水中的含量基本一致;对于SO_4~(2-),入渗的水分对土壤中的SO_4~(2-)是缓慢溶解的过程,并且溶解速率不是均匀的;累计出流水量超过200 m L后,出流水中Ca~(2+)、Mg~(2+)含量均小于模拟降水中的,原因是在水分入渗过程中,土壤胶体对入渗水中的Ca~(2+)、Mg~(2+)有吸附作用。     

备耕头水地土壤水分入渗参数非线性预报模型

以山西黄土高原区备耕头水地水分入渗试验为依据,考虑灌水过程中表层土壤结构的变形特性,建立了Kostiakov三参数累计入渗量模型参数与土壤理化参数间的非线性关系模型。研究表明:常规土壤理化参数(土壤含水率、密度、黏粒含量、粉粒含量、沙粒含量和有机质含量)作为备耕头水地土壤入渗参数非线性预报模型的输入变量是合理的,所建立的非线性关系模型可靠,土壤入渗参数预测值相对误差可控制在10%以内;考虑到灌水过程中表层土壤结构由疏松变密实,对表层土壤结构进行修正能更加真实地反映备耕土壤水分的入渗过程,更加精准地对入渗模型的参数作出预报。     

膜孔灌自由入渗铵态氮运移特性试验研究

以铵态氮为入渗溶液,模拟研究了铵态氮在膜孔灌肥液自由入渗条件下的运移过程.结果表明:在水平和垂直方向上铵态氮浓度与灌施时间呈比较明显的相关关系,在相同深度,随着灌施铵态氮时间的延长,铵态氮浓度逐渐增大;同一灌施时间,铵态氮浓度随着距离膜孔中心距离的增大而减小,在膜孔中心铵态氮浓度最大,并且浓度峰值随着时间的延长而增大;土壤保持铵态氮的最大含量为土壤对铵态氮的吸附量,灌施180 min时吸附量达到饱和.     

影响大同地区土壤入渗能力的因素分析

根据大同地区实测的土壤入渗资料,分析了土壤结构、土壤含水量、土壤质地、土壤有机质含量等因素对土壤入渗能力的影响,提出了单个影响因子与土壤累计入渗量间的数量关系,结论认为：①随着土壤结构由疏松变密实,土壤入渗能力递减;②土壤含水量越高,土壤渗透能力越低;③土壤质地越黏重,土壤入渗能力越小;④土壤入渗能力随有机质含量的增大而增大。     

土石混合介质碎石性质对土壤入渗和产流过程影响

为了研究土石介质中碎石性质对土壤入渗和产流过程的影响,本试验采用室内土柱试验,分析了两种不同岩性碎石(片麻岩和石灰岩)分别在碎石质量比例(土石介质比例)为15%、45%、65%和90%的条件下,对土壤入渗和产流的影响,并用Philip模型和Horton模型进行了拟合分析。其结果如下:(1)在同一种岩石,相同时间内,土壤累积入渗量随碎石含量的增多而减小,产流量随碎石含量的增多而增加;(2)在相同碎石比例条件下,相同时间内,片麻岩的累计入渗量大于石灰岩,而产流量小于石灰岩;(3)Philip模型、Horton模型均可拟合土石介质土壤累计入渗量随时间变化关系,稳定入渗率A(if)随碎石含量呈减小趋势,土壤吸渗率S随碎石含量呈减小趋势,而初始入渗率ii呈增加趋势。     

盐碱荒地土壤入渗参数的多元非线性预报模型

为给盐碱荒地改良提供技术支撑,以原生盐碱荒地土壤为研究对象,进行了大田原位系列入渗试验,获取了累计入渗量与入渗历时对应关系的试验资料,依据Kostiakov入渗模型,构建了入渗模型参数与同步土壤理化参数的样本集。利用土壤传输函数法,建立了以土壤基本理化参数为输入变量的Kostiakov二参数入渗模型参数k和α的多元非线性预报模型。结果表明:以土壤含水率、干容重、黏粒含量、粉粒含量、有机质含量、含盐量为输入变量对入渗系数k进行多元非线性预报和以土壤含水率、干容重、黏粒含量、有机质含量、含盐量为输入变量对入渗指数α进行多元非线性预报是可行的,两参数预报模型的相对误差平均值分别为5.5%和8.3%。     

膨胀性土壤降雨入渗产流模型

膨胀性土壤吸水会发生膨胀变形,这对降雨入渗产流过程有显著影响。本文以Green-Ampt模型为基础,提出了考虑土壤膨胀性的非稳定降雨入渗产流模型(GJGAM)。为量化土壤膨胀性对降雨入渗产流过程的影响,文章引入了考虑土壤膨胀性的土壤饱和导水系数及饱和含水量,并提出了两参数的计算方法。同时,应用GJGAM和传统的不考虑土壤膨胀性模型(TGAM)分别模拟了径流强度和土壤累计入渗量的室内试验过程,并与试验观测值进行了对比分析。结果表明:利用GJGAM模拟得到的土壤累计入渗量和径流强度与其实测结果吻合良好,而TGAM模拟得到的土壤累计入渗量大于实测值,而径流强度小于实测值。     

沼液中全氮在非饱和均质土壤中的吸附特征试验

为探讨沼液中全氮在非饱和均质土壤中的吸附特征,在室内恒温条件下,对非饱和均质土柱采用一维沼液吸附试验,测定不同沼液浓度、土壤密度及沼液入渗水头条件下渗出液电导率及全氮含量,并应用对流弥散溶质运移模型和CXTFIT2.0软件对试验数据进行拟合,得到了不同试验方案下的全氮平均孔隙水流速和水动力弥散度。试验结果表明:不同试验方案下较大密度土壤的渗出液电导率峰值点均小于较小密度土壤的峰值点;峰值点后渗出液的电导率与峰值点差值随沼液浓度的增大而增大;相同土壤密度及入渗水头条件下,随沼液浓度的增大,吸附曲线逐渐向右偏移,全氮运移吸附转折点对应时间及被截获在土柱中的全氮量增加,而吸附转折点渗出液相对浓度、平均孔隙水流速及水动力弥散度均减小;相同沼液浓度及土壤密度条件下,随入渗水头增大,土壤对全氮吸附达到饱和所需时间减少,平均孔隙水流速及水动力弥散度增大;相同沼液浓度及入渗水头条件下,随土壤密度的增大,全氮吸附转折点对应时间增长,水动力弥散度增大,而平均孔隙水流速减小。     

基于降雨入渗全过程的非饱和湿润峰模型

对降雨入渗过程进行研究有助于充分发挥土壤的蓄水能力,减缓城市管网的泄洪压力。为更真实地反映入渗过程中土壤的含水率分布情况,将降雨入渗过程进行分段,确定各阶段土壤含水率分布函数,提出了修正的非饱和湿润峰模型。同时,结合达西定律,引入土体非饱和参数,得到均匀土体在不同降雨强度下,土壤含水率、浸润深度和累计入渗量随时间变化的曲线。结果显示,入渗过程中土壤表层含水率和浸润深度随时间呈非线性变化。对于高强度降雨,当表层土壤饱和后,开始出现积水。累计入渗量最终取决于土壤的饱和渗透性质,降雨强度对其影响有限。分别将4种土质土体的计算结果与有限元法得到的结果进行对比,两者相对偏差均小于5%。     

考虑空气阻力作用的分层土壤降雨入渗模型

基于室内试验资料,建立了非稳定降雨条件下考虑空气阻力作用的Green-Ampt模型(Modified Green-Ampt Model,MGAM),其包括非稳定降雨条件下土壤积水入渗过程和非积水入渗过程、湿润锋运移过程、积水入渗状态和非积水入渗状态相互转化过程。为了量化空气阻力作用影响程度,引入了饱和度系数Sa,并提出饱和度系数计算方法。同时应用MGAM和传统的Green-Ampt模型(Tranditional Green-Ampt Model,TGAM)模拟了径流强度、土壤累计入渗量和土壤剖面含水量,并和实测值进行了对比分析。结果表明:MGAM模型模拟的土壤累计入渗量、土壤含水量和径流强度均与实测结果吻合良好,而TGAM模型模拟土壤累计入渗量、剖面含水量均大于实测值,而径流强度小于实测值。     

耕作后土壤水分入渗参数BP预报模型

根据黄土高原区耕作后土壤水分入渗资料所建立的基于Kostiakov三参数经验模型公式的BP神经网络预报模型,对土壤水分入渗参数进行预测。预测结果表明:利用土壤基本理化参数耕作层(0~20 cm)土壤含水率及其密度、砂粒含量、粉粒含量、有机质含量预报入渗模型参数具有可行性。入渗模型参数入渗指数α、入渗系数k的平均相对误差约为1%;稳渗率f_0的平均相对误差约为8%,在可接受范围内;90 min累计入渗量I_(90)的平均相对误差小于3%。模型整体预测精度较高,实现了利用土壤基本理化参数预报土壤水分入渗参数,可为黄土高原区耕作后土壤的灌水技术参数的确定提供理论与技术支撑。     

融雪水入渗规律分析及模拟

为了掌握融雪水的入渗规律,本文以黑龙江省伊春市带岭区为试验区,通过试验数据分析了融雪期融雪水的入渗过程和土壤累积入渗量随入渗时间的变化规律,利用模型对入渗率与时间进行模拟。结果表明:大气温度对土壤表层湿度影响较大,对下层土壤影响较小。融雪初期冰层对融雪水入渗起到一定的阻碍作用,随着温度的升高引起累积入渗量的增加。乘幂回归对入渗率的模拟精度最高,确定性系数达0.97以上,且乘幂回归的形式符合Kostiakov下渗公式。     

土壤容重对膜孔灌盐土水盐 运移分布影响

通过室内土壤膜孔灌盐土水分入渗试验,分析了土壤容重对膜孔灌盐土水盐运移分布的影响。结果表明：（1）土壤容重越大,相同入渗时间的累积入渗量越小,相同灌水量下土壤湿润范围越大;（2）入渗结束时,土壤含水量以膜孔为中心呈等值线分布,土壤容重越小,相同位置的土壤含水量越大;（3）膜孔灌对盐土有明显的淋洗作用,膜孔附近土壤盐分含量远低于本底值,湿润体边缘有较高盐分累积;（4）相同灌水量下,土壤容重越小,盐分淋洗范围越大。以上研究结果可以为盐土上膜孔灌合理灌溉提供参考依据。     

陕西王东沟小流域外土壤入渗试验研究

以野外土壤入渗试验为依据，利用时域反射仪进行土壤水分动态变化的观测，并分析了积水入渗过程中土壤水分的动态变化规律参后土壤水分再分布规律。结果表明：野外土壤积水水入渗过程，土体内任一埋深处含水率的变化一般经历稳定不变、缓慢上升、急剧上升一再稳定４个阶段，不同土地利用类型的土壤第一阶段所经历的时间长短不同；积水深度越大，土壤剖面含水率、入渗量变化越明显，湿润锋的推移也越快；停渗后土壤水分规律表现为表层     

河床底泥中氮素的迁移与积累特性试验研究

基于含氮污水在汾河典型断面河床底泥土柱中的渗透和运移试验,分析了河床底泥全氮含量随时间的变化过程和底泥质地对氮素含量及分布的影响。研究结果表明:在河道污水向底泥入渗的非饱和入渗和饱和入渗阶段,底泥全氮含量随时间的增加而增加。通透性好的底泥入渗水分通量大,底泥吸附能力低,溶质的吸附和机械弥散过程在非饱和入渗阶段基本完成;而通透性差的底泥入渗水分通量很小,溶质的吸附和机械弥散过程在非饱和入渗阶段不能全部完成;底泥胶粒表面带有负电荷的有限性决定了氮素吸附的有限性,底泥的结构又决定了机械弥散的有限性,无论底泥的通透性好与否,入渗达到一定时间后,氮素在其底泥中运动时,对流机理将起主导作用,即入渗水所携带的氮素随水分通过底泥孔隙向深层运移或排泄。     

有机质对黑土中Cd、Cu、Zn、As的吸附解吸行为的影响

黑土有机质含量增加，可使土壤吸附Ｃｄ、Ｃｕ、Ｚｎ的总量呈直线上升趋势；吸附强度增大而解吸量则直线减少。Ｃｕ与Ｚｎ相比较，以Ｃｕ的吸附量及解吸量变化最为显著，表明黑土有机质含量对Ｃｕ的吸附解吸影响很大。随着黑土有机质含量的减少，对Ａｓ影响不大。     

土壤空气压力影响下的非饱和入渗格林-安姆特模型

利用自制的入渗仪测定了土壤入渗过程中被禁锢的土壤空气压力大小及变化以研究禁锢土壤空气压力对非饱和土壤入渗水流的阻碍作用。通过自由入渗与恒定土壤空气压力入渗试验结果对比得出，研究入渗问题必须考虑禁锢土壤空气压力的影响作用。本文利用自由入渗试验、恒定土壤空气压力入渗试验和土壤水力性能试验结果，给出了禁锢土壤空气压力影响下的格林-安姆特模型。     

晋西黄土区土壤水分入渗的时空分布研究

以晋西黄土区为研究对象,利用人工降雨机对不同地类的土壤进行入渗试验,研究结果表明:大部分地类土壤入渗率可分为速变期、缓变期、稳定期等三个阶段,而道路路面只分为速变期和稳定期两个过程。在不同地表条件的土壤入渗中,林地的入渗量最大,草地和耕地次之,路面最小。鉴于Philip方程对该地区土壤入渗的模拟精度最高,利用简化的土壤入渗方程,将影响土壤入渗的多项因子转换成一个参数,可为土壤入渗空间尺度转换提供新的思路和方法。