层状土入渗试验中指流发育的分形特征及入渗规律

土质结构差异较大的层状土入渗过程中易出现指流.为了了解层状土下层介质对指流发生发育的影响,以三种不同粒径的石英砂为下层介质和以砂壤土为上层介质进行了室内积水入渗的染色示踪试验.结果表明,下层介质粒径越大越易出现指流,且指流行进速度越快.指流发生后,入渗过程趋向于稳定,且下层土壤粒径越大,稳定入渗率与累积入渗量越小.采用湿润面积和湿润比描述指流发育的宏观特性,发现湿润面积和平均湿润比都随时间而增大,表明湿润锋趋于均匀.为定量研究层状土入渗中指流发育的分形特征,采用像素点覆盖法编制了计算染色示踪试验中分形维数发育的Matlab程序,对程序进行了验证并计算了四组试验指流发育的计盒维数.结果表明指流分布具有明显的分形特征,下层介质粒径越大计盒维数越小,且计盒维数随时间而增大.     

田间土壤墒情预报模型关键参数确定方法研究

为了构建黄河下游引黄灌区墒情预报水量平衡模型,分析了气象、作物蒸腾蒸发、地下水埋深、土壤特性等因子与大田土壤墒情之间的关系。确定构建模型需要率定的参数有作物蒸发蒸腾量、深层渗漏量、降雨量、灌溉量和地下水补给量等,并提出了各参数的计算方法。     

白鹤滩水电站左岸雾化区边坡稳定性分析

为深入研究雾化雨入渗引发的岩体边坡失稳机制,基于白鹤滩水电站高边坡基本地质条件和稳定性控制边界条件,采用饱和-非饱和渗流有限元分析方法,借鉴饱和-非饱和强度理论,研究了边坡在雾化雨条件下的渗流场变化规律。采用严格Janbu法、Sarma法、不平衡推力法对两岸边坡进行二维极限平衡分析,并且综合分析了雾化区边坡岩体及控制性结构面的强度及荷载变化规律,计算得到雾化区边坡在各种工况条件下稳定性变化规律。分析表明,降雨入渗将使边坡坡面浅部的压力水头抬升,坡脚局部饱和区最大水位升高;同时岩体的抗剪强度减小,边坡稳定性明显下降。     

利用归一化微波差异指数和表面散射模型反演裸露地表土壤水分

在给定土壤质地和粗糙度状况条件下,用AIEM模型模拟AMSR-E的6.925GHz、10.65GHz和18.7GHz频率下不同含水量时土壤表面发射率和土壤温度的关系,分析表明V极化的发射率受土壤温度的影响很小,其变化主要由土壤水分的变化引起。通过计算不同频率组合V极化通道的归一化微波差异指数,并模拟与土壤水分的关系,然后利用这一关系对塔克拉玛干沙漠中部某地的土壤水分进行反演。结果发现用18.7GHz和10.65GHz V极化通道组合的反演值与AMSR-E Level 3土壤水分产品的吻合程度最好。在此基础上分别用3种常见的半经验表面散射模型:Q/H模型、Hp模型和Qp模型,通过计算上述通道组合的NMDI来反演研究区的土壤水分,结果表明利用3种半经验模型得到的反演值之间差异非常小,并且与用AIEM模型计算NMDI时的反演结果吻合较好。     

地表点源滴灌土壤水分运动的动力学模型与数值模拟

本文提出了一种地表点源土壤水分入渗的数值模拟模型.采用ADI隐式差分格式将土壤水分入渗方程离散，用Gauess-Seidel迭代算法求解非线性差分方程.利用质量平衡原理对地表饱和区进行了动态处理.结果表明，数值计算结果较吻合于实测数据，所提出的数值模型既适用于均质土壤，也适用于成层土壤.     

环境因素对蔬菜累积硝酸盐影响的研究进展

蔬菜中的硝酸盐是一种对人体有害的化学物质,其含量比其它植物都高,人体摄入它会引起多种疾病。对近年来国内外有关光照、温度、气体、土壤中的水分和养分等对蔬菜硝酸盐积累的影响进行了综述。     

浅层时序灌溉条件下入渗压力对水分运移的影响

为寻找合适的浅层灌溉方法,采用水平方向和垂直方向的一维压力入渗及再分布实验,研究入渗压力对湿润峰前进速度、入渗率、土壤平均含水量、水分再分布过程中湿润峰前进速度及对干土层厚度的影响.研究结果表明：入渗阶段提高入渗压力增大了湿润峰前进速度、入渗率及平均含水量,其中对湿润峰前进速度和入渗率的影响主要表现在入渗初期;入渗压力对再分布过程湿润峰前进速度没有影响;入渗压力对垂直土柱干土层厚度没有影响;调节入渗压力是调节含水量大小及水分分布形态重要手段,适当地减小入渗压力能避免形成植物所不需要的高含水量区。     

降雨诱发黄土边坡失稳室内试验研究

为研究降雨诱发滑坡失稳破坏机理和演化特征,开展了人工降雨条件下黄土滑坡室内研究,通过对土体的体积含水率、基质吸力及坡体变形破坏监测,分析降雨入渗对黄土边坡稳定性的影响.结果表明:在一定的降雨强度范围内,降雨强度越大,降雨入渗速度越快,越易发生滑坡;边坡坡度越缓,坡面降雨入渗速度越快;湿润锋移动在坡脚和坡顶较坡面更快,对滑坡的发生发展有较大影响;试验滑坡为多级后退式破坏模式.     

膨胀性土壤饱和水分运动参数计算模型

膨胀性土壤吸水膨胀变形,具有复杂的水文特性及力学性质,其分布范围广泛,对国民经济有着重大影响,开展膨胀性土壤水分运动研究具有重要的实际意义和理论意义。目前的土壤水分运动研究多针对非膨胀性土壤,相关研究成果不适用于描述膨胀性土壤水分运动过程。土壤膨胀变形主要是土壤膨胀力和自重应力综合作用的结果,土壤受力变形特征随土壤深度的变化而变化。为量化土壤膨胀变形对土壤水分运动参数的影响,采用土壤膨胀特征曲线和土壤应力——应变关系曲线,建立了包括饱和含水量、饱和导水系数、饱和比容积等在内的膨胀性土壤饱和水分运动参数计算模型。随后,以黄绵土和娄土为典型膨胀性土壤,基于室内试验开展了不同厚度土壤饱和水分运动参数的测定,验证所提出的参数计算模型的适用性和可靠性。结果表明：土壤饱和水分运动参数的计算值与实测值间的相对误差均小于10%,Nash效率系数均大于0.85,均方根误差均小于0.07,说明该模型可以较好地模拟计算膨胀性土壤饱和水分运动参数。研究成果既丰富了土壤水分运动理论研究,也为膨胀性土壤水分的利用和管理提供了参考。未来研究将深入探讨不同初始含水量、不同初始容重下,土壤自重应力和膨胀力对饱和水分运动的影响,以期进一步提高模型性能。     

双超模型在半湿润地区的应用

中国北方多属半干旱、半湿润地区,其降雨径流的形成过程较为复杂,既有蓄满产流,又有超渗产流,针对这种产流现象,分析其物理机制,在前人研究的基础上,探讨了适用于超渗产生地表径流、超持产生壤中流的＂双超＂产流模型和汇流模型,并将其应用于文峪河流域,进行了洪水模拟应用,研究结果表明,洪水过程的模拟预测结果与实测结果基本吻合;对于不同年份降雨的洪水模拟,除少数敏感的模型参数外,其它模型参数几乎不变,说明该模型弹性较好,因此该模型在这类地区具有较强的适用性和实用性。