厦门海绵化改造区入渗性能测定及特征

为探究厦门海绵城市改造完成区的入渗性能,利用Guelph入渗仪法测量了两条海绵道路及一个海绵小区的土壤饱和导水率,对比分析了5 cm单水头、10 cm单水头、单水头均值及双水头法所测得土壤饱和导水率的差异,并与传统城市建设区进行了对比分析。结果表明:设有生态多孔纤维棉的新顺路绿化带入渗性能最好,采用一般转输型植草沟的新景路绿化带次之,而设有隔水顶板、地下为停车场的洋塘居住区B13绿地入渗性最差。不同测量方法的结果对比显示,5 cm单水头法计算所得的土壤饱和导水率标准差最小,双水头法的土壤饱和导水率标准差最大;在厦门进行土壤入渗试验时,推荐采用5 cm单水头法计算土壤饱和导水率。     

土壤饱和导水率研究现状分析

土壤饱和导水率是土壤重要的物理性质之一,它是计算土壤剖面中水的通量和设计灌溉、排水系统工程的一个重要土壤参数。系统地介绍了确定土壤饱和导水率的三种方法——按公式计算、实验室测定和田间现场测定,并对其研究现状进行归纳分析,旨在为相关研究提供参考。     

引黄泥沙对黏质盐土饱和导水率的影响

为研究引黄泥沙对黏质盐土颗粒组成和土壤饱和导水率(K_s)的影响,以滨海地区黏质盐土为研究对象,利用黄河三角洲引黄灌区亟须处理的淤积泥沙作为改良剂,分别进行了土壤颗粒组成和土壤饱和导水率测定试验。结果表明:(1)黏质盐土随配沙比例增大,极细砂含量由3.356 1%增长到61.461 1%,细砂含量由0.180 9%增长到2.459 7%,粗粉粒含量由47.437 4%降低至31.150 9%,细黏粒含量由29.015 3%降至3.893 9%;(2)土壤饱和导水率随配沙比的增大而增大,二者为极其显著的指数函数关系,决定系数为0.937 5,以理想饱和导水率为限制条件,适宜配沙比例为[45.7%,56.8%];(3)土壤粒级与土壤饱和导水率的作用强度大小排序为极细砂细砂粗粉粒中砂细粉粒细黏粒粗砂粗黏粒石砾;(4)建立了极细砂含量和细砂含量x与土壤饱和导水率的回归方程,分别为K_s=0.018 6e~(0.083x),K_s=0.0160 7e~(2.122x)。     

渗透桶法测定土壤饱和导水率的改进

渗透桶法测定土壤饱和导水率所需仪器少、价格低、操作简单,但工作繁杂、精度不高,为了减少工作量,提高试验精度,基于马氏瓶定水头供水原理,对渗透桶法进行了改进,改进后可明显减小工作强度、提高试验精度,不仅能测定土壤的饱和导水率,还能测定土壤孔隙水的流速.     

中新天津生态城中新友好公园海绵城市规划建设实践

海绵城市建设是践行生态文明思想、实施控碳减排战略的重要举措，公园绿地是居民使用频率较高城市开放空间，是实施海绵城市的重要载体。中新天津生态城中新友好公园运用湿地、植草沟、卵石沟、雨水花园、蓄水模块等海绵设施实现了对雨水的调蓄、净化、再利用，通过构建地形设计挡风系统、湿地草原生态系统和城市雨水收集系统，将公园景观与海绵设施结合，为海绵城市和公园景观规划建设提供便利条件，也为北方盐碱地区建设公园绿地海绵城市项目提供有益借鉴。     

冻融作用对松嫩平原草甸土物理性质的影响

冻融作用可改变土壤容重、孔隙度、团聚体稳定性,及饱和导水率等物理性质。本文设置冻融强度-15～25℃和-5～25℃,冻融循环次数0、1、3、5次和初始低含水率Lw 6.5%,高含水率Hw 17%三个变量,旨在从机理上分析草甸土物理性质对冻融作用的响应机制。结果表明:除土壤容重和孔隙度外,土壤团聚体稳定性和土壤饱和导水率均发生显著变化(P0.05)。冻融作用使土壤容重和孔隙度分别呈现出减小和增大的趋势,随着冻融循环次数的增加,容重和孔隙度变化幅度逐渐减小,最后基本趋于稳定;冻融作用降低土壤团聚体稳定性,-15～25℃和-5～25℃条件下,分别在5次和3次达到稳定;冻融作用增加土壤饱和导水率,随着冻融循环次数的增加,土壤饱和导水率逐渐增加;相同条件下,冻融强度和含水率的增加均能使上述土壤物理性质指标变化更明显。     

土壤膨胀性对土壤饱和水分运动参数的影响

膨胀性土壤吸水后易膨胀变形,从而影响到土壤水分的运动参数。为了研究土壤膨胀性对土壤饱和水分运动参数的影响,采用室内土柱试验装置分析了不同土壤厚度（2,4,6,8,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55 cm）对3种土壤（沙土、黄绵土、娄土）土壤容重、土壤饱和含水量、土壤饱和导水系数的影响,并分别用幂函数、指数函数和对数函数进行了拟合分析。结果表明：① 土壤饱和膨胀率、饱和比容积、饱和含水量和饱和导水系数均随土壤厚度增加而减小。② 通过3种函数拟合效果对比发现,幂函数具有最佳拟合效果。     

土壤空间变异对滴灌水氮淋失风险影响的模拟评估

滴灌水氮淋失是系统设计和运行管理需要考虑的重要因素。本研究利用HYDRUS-2D软件构建了滴灌条件下的水氮运移模型,通过局部敏感性分析和全局敏感性分析方法研究了砂壤土土壤水力参数、初始含水率和土壤溶液中初始NO3--N 浓度的空间变异对水分渗漏率和NO3--N 淋失率的影响。结果表明,水分渗漏率和NO3--N 淋失率随饱和含水率的增大而明显降低,随土壤初始含水率的增大而明显升高。弱变异条件下,水分渗漏率和NO3--N 淋失率的变异性主要由土壤初始含水率、饱和含水率和饱和导水率的空间变异引起;中等变异条件下     

土壤空间变异下田间降雨入渗率的分布特性

本文通过Green-Ampt模型矩形剖面的假定来近似土壤水分运动方程,结合土壤地表饱和导水率的空间分布、降雨强度和历时,将土壤地表分为饱和区和非饱和区,根据各区对应的降雨阶段地表自由入渗状态、自由与积水综合入渗状态以及退水阶段的上边界条件,分别推导出各阶段相应的土壤剖面的降雨入渗率的解析解以及平均降雨入渗量的时空变化过程。研究成果为土壤地表空间变异下降雨、入渗和径流之间的关系以及土壤剖面水流的滞后现象提供具有物理基础的计算方法。     

基于Green-Ampt模型的变水头积水入渗模型建立及其参数求解

通过对变水头积水入渗物理机制的分析,将入渗水头对入渗的影响归结为对表面饱和导水率的影响,基于Green-Ampt入渗模型,引用了湿润区的平均含水率的概念,并考虑了湿润区平均含水率随入渗时间的变化,建立了具有物理意义的3种变水头积水入渗模型,分析了利用入渗率-累积入渗量及入渗率-真实湿润锋图形获得模型参数的求解方法。通过室内试验,得到了湿润区的平均含水率与入渗时间之间呈乘幂函数变化的规律。利用实测资料对模型及其参数求解的方法进行检验,结果表明所建立的3种模型是正确的,求解参数的方法合理。     

斥水剂对湿陷性黄土持水性能的影响

黄土湿陷性是黄土地区建筑物发生破坏和造成水土流失的重要原因,伊犁黄土厚度大、湿陷性强烈,以伊犁黄土风积黄土为研究对象,研究了斥水剂含量对湿陷性黄土持水能力、供水能力、饱和导水率及蒸发性能影响。结果表明:湿陷性黄土中是否添加斥水剂,土壤水吸力和含水率之间均符合Gardner模型关系,其相关系数均达到显著水平(P0. 01),并且随土壤含水率增大土壤水分特征曲线变化越平缓。黄土持水能力随斥水剂含量的增加呈现先减小后增大的变化趋势,斥水剂含量为1%～2. 5%时,黄土持水能力随斥水剂含量增加逐渐降低,但当斥水剂含量大于2. 5%时,持水能力随斥水剂含量增加而增加;同时土壤供水能力随斥水剂含量、含水率的增加先增大后减小,当斥水剂含量为2. 5%、土壤含水率为20%时,黄土供水能力达到最大值;黄土饱和导水率和水分累积蒸发量也表现出相同变化规律,当斥水剂含量为2. 5%、含水率为20%时土壤饱和导水率和水分累积蒸发量最小。     

温度对简化蒸发法测定土壤水分特征曲线和导水率曲线的影响

根据Schindler(1980)提出的简化蒸发法,在微型土柱的两个高度安装张力计测定土壤吸力,并采用称重法得到土壤含水率,通过公式再计算土壤水分特征曲线和导水率曲线。结果表明:温度的差异影响土壤水分特征曲线和导水率曲线。在砂土、砂壤土-1和砂壤土-2的水分特征曲线上,当吸力小于10 kPa时,同一吸力时25℃曲线的含水率均小于16℃曲线的含水率;当吸力大于10 kPa时,砂土和砂壤土-2在同一吸力时25℃曲线的含水率均大于16℃曲线的含水率,而砂壤土-1无此变化。在砂土、砂壤土-1和砂壤土-2的导水率曲线上,砂土在10kPa以下时25℃导水率值低于16℃导水率值,其他情况下,在同一吸力时,三种土样的25℃导水率值均高于16℃导水率值。     

农田土壤表层饱和导水率的条件模拟

本文简单地介绍了地统计模拟中的序贯高斯方法, 以农田土壤表层饱和导水率Ks为例, 对其分别进行了条件模拟和克立格插值, 并将条件模拟、克立格插值结果与实测数据进行了对比分析. 结果表明克立格插值具有明显的"平滑"效应, 改变了Ks数据的空间结构; 而条件模拟具有与实测数据相同的空间自相关结构, 并且对未知点的模拟值具有不确定性. 因此, 条件模拟对于研究那些具有空间不确定性且会对环境带来不良影响的风险性变量, 更具有实际意义.     

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%。     

风沙区采煤塌陷不同裂缝宽度下土壤水分特性研究

为揭示风沙区采煤塌陷不同裂缝宽度下土壤水分变化特征,以神府-东胜煤田石圪台煤矿塌陷区为研究对象,对研究区内不同裂缝宽度条件下(1、2、3、4、8 cm)的土壤含水量、田间持水量、最大吸湿量和土壤饱和导水率等土壤水分特性指标与无裂缝区进行对比分析。结果表明:无裂缝区土壤含水量、田间持水量和最大吸湿量均大于裂缝区;土壤饱和导水率小于裂缝区。在裂缝区,随土壤裂缝宽度的增加,土壤含水量、田间持水量和最大吸湿量逐渐减小,土壤饱和导水率逐渐增大。说明风沙区采煤塌陷裂缝在一定程度上破坏土壤原有结构,降低土壤持水,贮水能力,加快土地沙化,导致环境恶化,应引起当地政府部门重视。     

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。     

海子流域土壤物理特性及其水源涵养能力分析

为了研究宁夏海子流域水源涵养林下土壤的水源涵养能力,采用野外实地采样和室内环刀法测定分析6种林分类型10块林地的土壤容重、孔隙度、田间持水量、渗透性和土壤蓄水量等指标。研究结果表明:2016年海子流域水源涵养林10块林地的表层(0~20 cm)土壤的平均容重最小,为1.35 g/cm~3,中层(20~40 cm)和下层(40~60 cm)平均容重分别为1.55 g/cm~3和1.48 g/cm~3;天然次生林地的表层土壤容重小于人工林地的;天然次林地的表层土壤总孔隙度和非毛管孔隙度较人工林地的高;阴坡植被土壤的平均土壤稳渗率大于阳坡的;人工林土壤中层的渗透性大于表层的;同种植被不同影响因素下的土壤蓄水容量不同,油松林4(3 050.56 t/hm~2)油松林3(2 946.60 t/hm~2)油松林2(2 903.47 t/hm~2)油松林1(2 608.53 t/hm~2),刺槐林2(3 155.93 t/hm~2)刺槐林1(2 660.64 t/hm~2);10块林地的平均土壤蓄水容量为2 772.16 t/hm~2,平均土壤有效蓄水容量为524.05 t/hm~2。     

低影响开发理念在旧城改造雨水系统规划中的应用研究

根据海绵城市建设经验,低影响开发雨水设施的规划建设,能够有效改善城市暴雨管理和面源污染等问题。巴彦呼舒镇旧城改造植入海绵城市理念,通过对公园绿地、城市道路、附属绿地等典型开放空间的改造规划,有机组合低影响雨水设施,实现旧城区域雨水的积存渗透和调蓄净化,缓解了人、暴雨、旧城之间的矛盾。     

恒定水头井入渗Green-Ampt 模型的改进与验证

在假定恒定水头井入渗近似为以井内积水表面积为入渗面的一维入渗基础上,用湿润体内平均体积含水率增量代替Green-Ampt活塞模型中的饱和含水率与初始含水率差值。用入渗率和累积入渗量倒数的线性关系间接推求Green-Ampt模型中的参数,用湿润锋平均基质吸力和土壤饱和导水率。从而建立了适用于恒定水头井入渗的Green-Ampt模型。同时根据体积等效原理,定义了三维入渗中难以直接测定的概化湿润锋深度。经3种类型土壤的室内试验检验,表明该模型具有较好的精度,能精确地计算不同累积入渗量时的湿润体体积。     

季节性冻融土壤入渗参数的多元线性预报模型

以土壤水动力学、冻土物理学、统计学等理论为基础,研究新疆典型干旱区细土平原与沙漠交错带的冻融土壤水热迁移规律,分析不同深度土层在冻结期、融化期的水热变化特征,探明研究区冻融土壤的水分入渗规律及影响因素,以期建立季节性冻融土壤入渗参数的多元线性预报模型。结果表明:土壤冻结融化过程中,深层土壤的液态含水率在冻融过程中基本不随环境温度升降发生变化,各层土壤的液态含水率、温度均与环境温度的变化趋势基本保持一致;冻结期相比融化期在初期短时间内渗入水量较大,达到稳定入渗所需要的时间较短;从冻结期到融化期,随着土壤中冻结水含量减少,未冻水含量增加,土壤的饱和导水率随之变大;土壤入渗能力主要与环境温度、土壤温度、土壤含水率等因素有关,并得出研究区冻融土壤的入渗能力预报模型。