土壤水分入渗研究评述

土壤水分入渗是一个复杂的过程,受到很多因素,诸如土壤物理参数、温度、湿度的影响。目前,对土壤水分入渗的研究主要集中在对各种描述该过程的入渗模型参数的研究方面,同时,土壤水分入渗过程与土壤物理参数、温度等的关系研究也取得了很大进展。这些理论研究为指导人们从事与土壤水分入渗有关的实践活动,比如地面灌溉、盐碱地改良等提供了技     

土壤水分空间变异性的研究方法评述与展望

土壤水分的变化和区域差异不但对于区域水文有影响,而且通过植被、土壤等对气候也有着很大的影响。目前,土壤水分已经成为全球变化研究的重要焦点之一。本文综述了国内外有关土壤水分空间变异的研究方法与动态,提出了若干建议,以期为进一步深化土壤水分空间变异性的研究提供参考。     

植被盖度及地面坡度影响降雨入渗过程的试验研究

入渗是指降落到地面上的雨水从土壤表面渗入土壤的过程，它是降雨——径流循环中关键的一环。在干旱与半干旱地区，使降雨尽可能多地拦蓄入渗是防止水土流失．保证农作物生长用水的重要战略措施。影响土壤水分入渗的因素很多．但是植被盖度以及地面坡度是重要的两个因素．因此植麓盖度及地面坡度对土壤水分入渗过程的影响，对张家口多年平均降雨量仅400mm左右地区的水保治理具有重要的意义。     

植被盖度及地面坡度影响降雨入渗过程的试验研究

人惨是格降落到地面上的雨水从土壤表面渗入土壤的过程．它是降雨──径流循环中关键的一环。在干旱与半干旱地区，使降雨尽可能多地拦蓄人惨是防止水土流失，保证农作物生长用水的重要战略措施．影响土壤水分人渗的因素很多．但是植被盖度以及地面坡度是重要的两个因素。因此植被盖度及地面坡度对土壤水分人惨过程的影响．对张家口多年平均降雨量仅400mm左右地区的水保治理具有重要的意义。！研究方法本试验所采用的仪器为小型降雨人惨仪．克服以往所用“单环法”、“双环法”的不足，使降雨人修过程更接近实际情况．小型降雨人惨仪由供水…     

基于Landsat遥感影像的围场县植被覆盖度与地形因子的相关性研究

以围场满族蒙古族自治县为研究区域,综合运用遥感和GIS技术,用Landsat影像提取植被覆盖度,用数字高程模型(DEM)提取地形因子并进行分级划分;首先利用空间叠加分析,研究了区域内植被覆盖度分别随高程、坡度及坡向变化的规律;并从数理统计角度分析植被覆盖度与地形等级因子的相关性,对相关系数进行排序。研究表明：2000—2020年,围场县植被覆盖总体趋势逐步上升;区域内植被覆盖度与高程、坡度和坡向地形因子在一定程度内存在正相关,且坡度和坡向对覆盖度影响更显著。该研究对围场县植被变化情况分析和生态环境改善具有重要参考价值。     

室内滴灌施药条件下阿特拉津在土壤中运移规律的研究II.数值仿真

本文以实验室内所开展的滴灌施用除草剂——阿特拉津在土壤中运移的物理模拟实验为基础，运用所求得的供试土壤的水力学参数和溶质运移参数及阿特拉津在该土壤中的吸附特性参数和降解速率常数，应用数值模拟软件HYDRUS-2D，对物理模拟的实验结果进行了仿真，并就不同初始含水量、不同滴头流量对土壤水分和阿特拉津动态分布的影响进行了数值分析，结果表明：随着初始含水量的增加，土壤水分的湿润范围增大，而阿特拉津的分布范围基本不变；当滴灌施药历时相同、滴头流量不同时，随着滴头流量的增加，土壤水分和阿特拉津的运动范围均增大。     

室内滴灌施药条件下阿特拉津在土壤中运移规律的研究Ⅱ.数值仿真

本以实验室内所开展的滴灌施用除草剂——阿特拉津在土壤中运移的物理模拟实验为基础，运用所求得的供试土壤的水力学参数和溶质运移参数及阿特拉津在该土壤中的吸附特性参数和降解速率常数，应用数值模拟软件HYDRUS-2D，对物理模拟的实验结果进行了仿真，并就不同初始含水量、不同滴头流量对土壤水分和阿特拉津动态分布的影响进行了数值分析，结果表明：随着初始含水量的增加，土壤水分的湿润范围增大，而阿特拉津的分布范围基本不变；当滴灌施药历时相同、滴头流量不同时，随着滴头流量的增加，土壤水分和阿特拉津的运动范围均增大。     

若尔盖湿地土壤特性空间变化研究

若尔盖湿地是青藏高原高寒湿地生态系统的典型代表,近年来湿地急剧萎缩和退化。根据若尔盖湿地分布特点,采用野外调查和室内试验分析相结合的方式,对在6个样区采取的349个土壤样品进行测试分析,研究若尔盖湿地土壤质地、土壤水分、养分空间特性变化,探讨湿地生态系统演化对土壤状况的影响。研究结果表明:若尔盖湿地土壤质地变化在空间和垂向上差异较小,花湖地区主要为壤土,纳若桥、达水曲、排水沟、哈丘湖为砂壤土,喜马拉也地区则为壤砂土。土壤pH值的变异系数最小,空间变异性相对较弱,有机质的变异系数相对较大,其次为速效磷和速效钾;有机质从表层到80 cm处呈降低趋势,有机质含量花湖纳若桥排水沟哈丘湖达水曲喜马拉也。不同区域的土壤水分特征曲线Van Genuchten模型参数差异显著,喜马拉也和达水曲区域的A和n值明显高于其余区域,土壤水分持水性能较弱。研究结合不同区域的土壤性质、水分及养分特性变化,对若尔盖未来湿地保护和管理的重点方向和区域进行指导和建议。     

影响非饱和土渠床入渗能力主导因素的试验研究

基于非饱和土壤有压入渗试验,研究了影响非饱和土壤水分有压积水入渗能力的主要因素。试验结果表明,有压积水入渗条件下,土壤入渗能力不仅受土壤基本物理特性(土壤质地、干容重和土壤含水量等)的影响,还受积水入渗水头的影响;在影响非饱和土渠床入渗能力的各因素中,干容重的影响最为明显,土壤质地的影响次之,积水入渗水头最弱。研究成果可为非饱和土渠床渗漏损失水量的数值计算模型提供参考。     

影响土壤水分入渗特性主要因素的试验研究

以大田土壤入渗试验为依据,分析讨论了影响大田土壤水分入渗特性的主要因素.试验结果表明:土壤含水量、土壤质地及土壤结构是土壤水分入渗特性的主导影响因素;土壤含水量、土壤质地及土壤结构对大田土壤入渗能力的影响十分明显;土壤累积入渗量随土壤含水量的增加而减小;以土壤粒径小于0.002 mm的黏粒质量百分数为反映土壤质地的物理量,土壤质地由轻变重,土壤入渗能力减小;土壤结构由疏松变密实,土壤入渗能力递减.研究结果对于地面灌溉合理灌水技术参数的确定及水资源合理利用具有重要价值.     

半干旱半荒漠地区沙柳周边土壤水分分布规律研究

土壤与植被是土壤-植物-大气连续体(SPAC)系统中两个相互依存和影响的重要因素.土壤水分是影响沙地植被稳定性的决定因素之一.通过对半干旱半荒漠地区主要植被沙柳根系发育区域内土壤水分的测定,分析了植被周围土壤含水量在水平、垂直方向的变化规律以及土壤含水量与日照、降雨、沙坡位置等因子的关系.结果表明:降雨引起沙地表层土壤含水量增加;65 cm深度土壤含水量偏小;根系的分布使得植株下方土壤含水量减少;土壤水分和植物根系存在相互作用的关系.     

等高反坡阶对坡耕地土壤水分空间分布的影响——以昆明松花坝水源区为例

坡耕地是昆明松华坝水源保护区主要土地利用类型,针对日益严重的水土流失,选取水源区迤者小流域内不同坡度的坡耕地为对象,并对其进行等高反坡阶处理,研究坡度及等高反坡阶对坡耕地土壤含水量的影响。结果表明,等高反坡阶处理坡耕地表层土壤的保水效果好于普通坡面,等高反坡阶具有拦蓄地表径流和再分配的功能,降雨后20~40 cm深土层的含水量相较于表层土壤高出1.9%~6.49%;土壤含水量和坡度、深度、有无反坡阶之间均呈现显著的负相关性,与海拔成显著正相关关系。     

大气作用下膨胀土边坡的动态响应数值模拟

采用热湿耦合非等温流方程，结合实际蒸发和植物蒸腾的边界条件，通过考虑水分迁移所引发的非饱和土应力变形行为，建立了大气-非饱和土相互作用模型。采用该模型，分析了在气候变化条件下，不同坡比和不同覆盖条件下非饱和膨胀土边坡的各种动态响应。计算结果表明，该模型能较好分析计算非饱和土表层的蒸发量及草皮对边坡土层含水率和变形的影响；采用分阶段变渗透系数的方法，能有效反映出降雨入渗和蒸发蒸腾过程中膨胀土所表现的不同渗透特性；而边坡的安全系数随气候变化而波动，降雨时边坡的稳定性比蒸发时低，蒸发可提高表层土体吸力，草皮覆盖亦有利于边坡的稳定性。     

LAI和FVC植被参数对VIC模型土壤含水量模拟的影响研究

植被参数是分布式水文模型的重要输入参量,对径流、土壤水分等水循环参数的模拟具有显著的影响。论文以西藏那曲为研究区,对比分析了MODIS遥感数据估算的叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)、植被覆盖指数(Fractional vegetation cover,FVC)两种动态植被参数对VIC水文模型模拟表层土壤含水量(0~15 cm)的精度影响。结果表明,与使用静态植被参数相比,基于MODIS的动态LAI及FVC驱动的VIC模型模拟的表层土壤含水量的精度显著提高,且冰冻期的改善尤为明显,偏差Bias从0.101 cm~3·cm~(-3)下降至0.032 cm~3·cm~(-3),均方根误差RMSE从0.135 cm~3·cm~(-3)下降至0.071 cm~3·cm~(-3),相关系数R从0.483上升至0.836。进一步分析表明,两种植被参数对VIC模型的表层土壤含水量模拟精度都有一定的影响,但FVC的影响更显著。     

膜孔灌单向交汇入渗湿润体特性影响因素研究

通过大量膜孔单向交汇入渗试验资料,分析了膜孔单向交汇入渗湿润体特性的主要影响因素,研究了膜孔直径、间距、土壤容重、土壤质地和土壤初始含水率对膜孔单向交汇入渗的影响,结果表明各因素对膜孔单向交汇入渗湿润体特性均有明显的影响。这些研究成果为进一步研究膜孔单向交汇入渗规律和膜孔灌技术奠定了基础。     

遥感Penman-Monteith模型中土壤含水量与土壤蒸发的关系

土壤含水量是影响土壤蒸发的重要因素,分析土壤含水量变化对土壤蒸发的影响,对水资源管理有积极作用。遥感Penman-Monteith(P-M)模型是利用遥感手段进行蒸散发模拟的重要方法,且能分别对土壤蒸发和植被散发进行计算。利用遥感P-M模型对望都站的蒸散发进行模拟,并结合地表土壤含水量数据分析了土壤含水量变化对模型参数及土壤蒸发的影响。结果表明:(1)遥感P-M模型对望都站蒸散发取得较好效果,纳什效率系数(NSE)为0.559;(2)土壤含水量变化与遥感P-M模型的土壤蒸发系数间具有不确定性;(3)在本研究的模拟期内,与植被散发相比,土壤含水量变化与土壤蒸发间的一致性更强。     

干热河谷干季土壤水分动态研究

 为了开展植被恢复试验,对干热河谷土壤水分的动态变化规律进行初步研究。结果表明随海拔高度增加,干热河谷干季土壤水分呈逐渐增加趋势。干季相同海拔高度不同土地类型土壤含水量均较低,土壤含水量都低于 8% 。层间变化由于受降雨入渗分布与土壤水分向上蒸发的综合作用基本表现为增长型。利用变异系数对土壤水分的层间变化进行了分析和层次划分。     

黄壤径流小区植被覆盖度对土壤湿度的影响

土壤水是生态环境的重要因素,黄壤是亚热带湿润条件下的一种地带性土壤,研究植被覆盖度对土壤湿度的影响对该地区水文过程研究、水土保持、水资源利用都具有重要意义。设置植被覆盖度不同的黄壤径流小区,对其土壤湿度进行长期监测,分析不同植被覆盖度条件下土壤湿度的平均水平和变化特征,结果表明:植被覆盖度分别为75%、70%、50%、10%的条件下,土壤湿度平均值分别为43. 04%、44. 34%、43. 33%、46. 59%,土壤湿度的最大值、平均值以及变化范围、降雨时变化速度均与植被覆盖度呈负相关关系;植被覆盖度分别为75%、70%、50%、10%的条件下,各场降雨土壤湿度峰值开始时间总和分别为157、155、154、150 h,植被覆盖度较高条件下土壤湿度对降雨响应的滞后现象较为明显; 9-12月,各植被覆盖度下土壤湿度均与气温呈显著正相关(P=0. 05),显示出无降雨影响时段的土壤湿度呈现随季节变化降低的趋势。综上所述,在研究期内,黄壤径流小区土壤湿度的动态特征主要受降雨影响,不同植被覆盖度条件下植被对降雨的截留作用不同,是导致土壤湿度差异的主要原因。     

基于自适应极化分解技术的灌区麦田土壤墒情反演方法

自微波遥感进入土壤墒情研究领域以来,植被覆盖地表的校正一直是微波遥感反演土壤墒情的热点。针对植被层对雷达微波信号的散射容易造成墒情计算误差等问题,以河南焦作广利灌区为研究区,以灌区内的主要作物冬小麦为研究对象,在离散植被的一阶物理散射模型基础上,使用Sentinel-1A SAR雷达提取后向散射系数,通过自适应极化分解技术即在极小的临近空间内利用最小二乘法求解土壤散射和植被多重散射的最优解,再利用Landsat8数据作为辅助数据提取改进的归一化植被水分指数,采用支持向量机的方法反演土壤墒情。结果表明:基于自适应的后向散射系数与麦田土壤墒情的关系在VV极化模式20 cm深的土壤条件下,相关系数为0.827 8;20 cm深度的土壤墒情与冬小麦的相关性较高,相关系数达到0.819 0;自适应极化分解技术反演土壤墒情均方根误差、平均相对误差分别为1.490 7、0.002 2,水云模型反演土壤墒情均方根误差、平均相对误差分别为1.958 5、-0.242 2,自适应极化分解技术反演效果较为理想。该研究可为小麦覆盖下的灌区土壤墒情的评估提供参考。     

寒区堤防砂土岸坡生态护坡技术研究

东北地区堤防多是砂堤,砂土质地松散、贫瘠。在降雨侵蚀和风力侵蚀联合作用下,砂堤坡面水土流失严重,降低了砂堤防洪质量,危及大堤安全。为了减少坡面降雨侵蚀和水土流失,保证砂堤的防洪质量,采用保水剂改良砂堤表层土壤为植被生长提供水分和养分,并通过单纯植被护坡方案和两种改良后生态护坡方案的室内外试验的对比,选取合适的护坡方案。结果表明:三维土工网垫和遮阳网在草籽发芽前期,能够较好地保护坡面和草籽,减少降雨侵蚀;在植被生长期,植株可以穿过三维土工网垫孔隙正常生长,植被根系发挥了铆钉作用,将三维土工网垫紧紧地锚定在坡面;三维土工网垫连同植被根系组成联合保护层,提升了整体加筋效果,但是由于遮阳网的孔隙过于细密,植被难以穿过遮阳网正常生长,将遮阳网顶起,无法像三维土工网垫那样与植被形成联合防护体系,整体加筋效果较差。