降雨入渗补给量计算的数值模拟方

基于土壤水运动的物理过程，提出了降雨入渗补给地下水的计算模型。该模型以超渗产流和蓄满产流的混合产流模式计算地表产流量，以双层土壤蒸发模式和植物蒸散发机制计算蒸散发量，并在考虑大孔隙对土壤水运动影响的基础上，采用一维土壤水运动分层计算模型模拟土壤水运动。利用零通量面法确定非饱和土壤渗透系数、土壤水分率定模型其它参数。利用江苏徐州汉王水文试验站蒸渗仪实测资料对模型计算的入渗补给量进行了检验，结果表明，模型可以较好地模拟以土壤水运动为核心的水文过程及降雨入渗补给量。     

淮北农灌区"四水"转化模型的建立与应用

"四水"是指大气水、地表水、土壤水和地下水,农灌区"四水"转化的定量关系是制定农业灌溉计划和调控田间土壤水及地下水的基础.根据淮北平原各项实验参数指标建立了农灌区"四水"转化模型,提出该模型在农田径流预报、土壤水消退及地下水位模拟等方面的应用,并提出该模型的作用和推广前景.     

微咸水灌溉与土壤水盐调控研究进展

随着淡水资源短缺的日益加剧,合理开发利用微咸水已成为缓解水资源供需矛盾的重要途径之一。由于微咸水中含有大量盐分,用其灌溉必然增加土壤盐分,影响作物生长和土地质量。因此,采取有效措施调控土壤水盐状况成为微咸水安全利用的基础。本文较详细地回顾了微咸水灌溉条件下土壤水盐运移特征、微咸水入渗模型和水盐运移模型、微咸水灌溉方法、微咸水灌溉对作物生长的影响、土壤水盐调控方法等方面的研究进展,并结合目前研究中关注的核心问题,提出了微咸水安全利用方面需要重点研究的科学和技术问题,为进一步研究微咸水灌溉对土壤和作物生长的影响和其内在机制,以及构建合理利用微咸水灌溉模式提供参考。     

达尔罕茂明安联合旗地表水-土壤水-地下水同位素含量时空分布特征分析

为探明达尔罕茂明安联合旗地表水-土壤水-地下水时空分布特征,应用被视为水体"DNA"探索的同位素示踪方法,对达尔罕茂明安联合旗4个典型区进行地表水、土壤水和地下水进行采样分析,并根据同位素检测结果对各水体的时空分布特征进行探究,揭示出研究区地表水、地下水和土壤水的主要补给来源及其时空变化规律,发现研究区地表水、土壤水和地下水主要补给来源为大气降水,仅在部分时段和区域产生互补,从时空变化来看研究区地表水、地下水随时间变化不大但随着自西向东的空间变化同位素含量逐渐变大,而土壤水则是随着空间的变化不大,在随时间变化中,0～125 cm深度土壤水受外界环境影响随时间变化较大,而深层土壤水同位素含量则逐渐趋于稳定。     

作物-水-盐的联合胁迫与响应模型的研究评估

将节水灌溉理论用于盐渍土和劣质水资源的利用 ,在论述土壤水盐联合胁迫过程对作物响应原理的基础上 ,对作物水盐响应模型 (MCRWS)的建模假定、建模方法及一些代表性模型的特征和应用效果进行了较系统评估 ;将 2 0世纪末期相关研究中学科前沿出现的新概念、新方法、对某些传统假设和理论提出的挑战作了重点介绍 ;并对今后有关 MCRWS的深入研究提出一些初步构想。     

土壤水基质势研究进展

土壤水基质势是土壤水势的重要组成部分,在作物生长、径流、农田腾发和灌溉计划的制定等方面,是一个非常重要的参数。介绍了目前土壤水基质势的主要测定方法及其优缺点,总结了土壤水基质势在农业生产中的应用情况,并提出未来研究需要加强的几个方面。     

土壤水-气二相流模型初探

目前,土壤水-气二相流模型主要采用土壤水相、气相流连续性方程来实现。然而,此二相流连续性模型在实际模拟过程中有很大困难。通过两点假设引入土壤气相流状态方程,并建立新的土壤水-气二相流模型。使二相流模型的模拟容易实现。由于实验条件暂不具备,仅完成了考虑气相流和不考虑气相流的对比模拟。通过模拟得出：气相流的存在的确对土壤水分运移产生影响,但并非主要因素,与前人的研究结果相一致,可以用此水-气二相流模型来模拟土壤水分的运移。此模型需要进一步的实验研究来证实和改进。     

磁场强度对磁化水入渗和土壤水盐运移特征的影响

为探明不同磁场强度对磁化水土壤水盐运移规律的影响,揭示磁化水淋盐增效机理,进行了室内一维垂直土柱入渗试验,研究了0、0. 1、0. 2、0. 3、0. 5 T磁场强度磁化水对土壤水盐运移特征的影响。结果表明:经磁化处理后,土壤水分入渗速率与湿润锋运移速率均有所降低,而上层土壤湿润体水分含量增加;随着磁场强度的增加,累积入渗量呈现先减后增的变化趋势,在磁场强度为0. 3 T时,累积入渗量减少幅度最大。磁场强度对磁化水土壤入渗参数具有显著影响,入渗模型吸渗率和饱和导水率与磁场强度之间存在较好的二次多项式关系,在磁场强度为0. 28 T时,吸渗率和饱和导水率均达到最小值。磁化水入渗能够提高水分在上层土壤中的滞留时间,提高上层土壤含水率,降低深层土壤水分入渗量;经磁化处理后,单位水体盐分淋洗量增加,脱盐率和脱盐强度显著提高,在磁场强度为0. 3 T时磁化水盐分淋洗效果最好。研究表明,磁场强度显著影响磁化水入渗和土壤水盐运移特征。     

膜下滴灌土壤水盐运移研究进展

在国内外学者研究基础上,从土壤质地、管理措施、水质条件及植被条件等膜下滴灌土壤水盐运移的影响因素和土壤水盐运移研究方法进展二大方面,概括了土壤水盐运移的研究现状.并进一步探讨了膜下滴灌水盐运移研究存在的不足,如水盐调控尺度不够大,土壤中“水-根-盐”耦合问题亟待解决,缺乏长久监测土壤水盐动态变化网络以及对模型的适用性的研究还有待提高.     

农田生态系统碳循环模型研究综述

农田生态系统碳循环模型是研究农田生态系统中碳循环主要研究方法之一。简要阐述农田生态系统碳循环模型的发展历程并对其进行分类,将碳循环模型按空间尺度和是否考虑土壤水进行分类,按模型空间尺度可以将其分为4类:斑块尺度、灌区尺度、流域尺度和全球尺度;按是否考虑土壤水可以将其分为2类:考虑土壤水含量的碳循环模型和不考虑土壤水含量的碳循环模型;并在此基础上对农田生态系统中土壤水的来源和模型中土壤水含量参数的类型进行详细分类和描述,作出对其进行简要介绍和分析。最后对农田生态系统碳循环模型的研究机理、模型标准、监测技术和研究方向等方面的发展方向作了简要探讨。     

"土壤水库"储水量的研究

土壤水资源是土壤层内经常参与陆地水分交换的水量,特别是根系带中能被植物利用并可恢复的水量。它表现为土壤水分不断补给与消耗的动态水量。土壤水的存储、补给、更新和平衡,对农林牧业、生态环境及水资源平衡都有极其重要的意义。因此,根据土壤水量平衡原理,提出了土壤水储量的计算方法,并以华北平原沧州地区土壤水的季节变化为例,对土层储水能力进行了计算分析,以达到有效利用土壤水分之目的。     

河北平原区土壤水资源计算模型的探讨

河北平原是河北省重要的粮食主产区,灌溉在全省农业生产中起关键性的作用。农业灌溉用水占全省用水总量的70%以上,是主要的用水大户。用于农业生产的水资源除灌溉水外,还包括由降水直接补给农田的土壤水资源。从正确认识土壤水资源、充分合理利用土壤水资源角度出发,提出了土壤水资源的概念,建立了区域土壤水资源计算模型。并以保定平原为例,分析计算了区域不同频率水文年土壤水资源的资源量。为在农业生产中合理、充分利用土壤水资源,节约灌溉用水提供理论依据。对缓解区域水资源紧缺现状、保证农业的可持续发展和生态环境的改善具有重要的现实意义。     

城市水土流失问题及对策

我国城市化水平不断提高,但在城市建设中,往往注重生态建设而忽视水土保持,使水土流失成为城市基础设施建设与城市经济可持续发展的＂瓶颈＂,对城市环境和人居安全构成了直接威胁。阐述我国城市水土流失的现状、形成的原因及产生的危害,提出水土保持的有效措施,以促进城市可持续发展。     

土壤水分对烤烟形态和耗水特性的影响

采用防雨控水试验,研究了不同生育期水分处理对烤烟形态和耗水特性的影响。结果表明:在烤烟生长发育的各个阶段,随土壤相对含水量升高,烟株的株高和叶面积明显增大,对叶数的影响较小,对干物质积累与分配的影响较为复杂。各处理组合均以W2的水分利用效率最高。随土壤含水量增加,烤烟各生育期的耗水量和棵间蒸发量增大,全生育期内烤烟的耗水量呈单峰曲线,耗水量与烟叶产量呈二次曲线关系。     

基于GIS的水量平衡模型在黄土高原地区土壤水分模拟中的应用

应用修正后Vrsmarty水量平衡模型对黄土高原地区2001-2010年间的土壤水分变化规律进行模拟。该模型综合考虑了土壤质地、植被类型、蒸发、降水等因素。模拟结果表明:黄土高原地区平均土壤水含量年内呈"正弦"曲线的变化规律,6月份土壤水含量最低为36.9mm,随着雨季到来,10月达到最高为74.3mm,而后逐渐降低。土壤水变化趋势可分为西北和东南两个区。西北区降雨量少,蒸散量大,全年土壤水含量很低,为1～40mm;东南区受降雨和蒸散周期性的变化的影响,土壤水变化周期性明显,秋末最高达200～240mm,夏初最低为60～100mm。全区的年平均降水为435.8mm,从东南向西北逐渐减少。全区年平均参考作物蒸散量为1 072.7mm,呈现出西北和东南偏高,东北和西南偏低的趋势。     

黄土高原地区水土保持减水减沙效

水土流失是西北黄土高原地区生产和生活环境不断遭受破坏的重要原因，严重的水土流失不但危害着该区的生态环境，而且大量入黄泥沙进入下游，导致河床不断抬高，给下游防洪及农业生产造成危害。近年来，众多水土保持工作者进行了大量的探索、研究与实践，提出许多水土保持模式，探讨了评价水土保持模式减水减沙效益计算的水文法，SCS模型法以及水保法，并对三种方法就同一实例进行计算和对比分析，给出合理性建议。     

半干旱黄土区典型林地土壤水分消耗与补给动态研究

通过对半干旱黄土丘陵沟壑区几种典型林地生长季土壤水分进行动态监测,研究不同林种对土壤水分消耗和补给的影响。结果显示,土壤总含水率大小依次为草地、沙棘、河北杨、油松、山杏,并且这一次序主要来源于120 cm深度(相对稳定层)以下的差异;不同林地及草地土壤含水率季节变化表现基本一致,3—8月波动下降,8—10月持续上升;各林地及草地土壤水分在0~60 cm内变化活跃,60~120 cm内由上至下逐渐趋于稳定,120~200 cm内保持相对稳定;林种、土壤深度、月份3种因素单独作用和交互作用均造成土壤水分差异显著;水分补给期后各林地土壤水分仍处于一定亏缺状态。     

再生水灌溉土壤Cd累积的模拟和预测

假定灌溉用再生水是土壤中重金属污染主要来源,并且土壤中重金属主要通过作物收获离开土壤,对北京东南郊再生水灌溉小麦土壤中Cd的累积进行模拟和预测。以土壤中Cd的质量分量为预测变量,作物茎叶和籽粒中Cd的质量分量为响应变量,分别进行拟合,结果表明,随着作物收获而离开土壤的重金属Cd量相对于灌溉水带入土壤的量非常小,但土壤中Cd含量较低时,随作物收获离开土壤的Cd量相对较大。预测结果显示,如果按当前实测数据污水处理厂二级出水Cd含量10mg/m3、土壤Cd的质量分量背景值0.1333mg/kg计,土壤中Cd含量将在40年后超过国家土壤环境质量标准。如果假定灌溉水Cd含量降到5mg/m3,土壤中Cd含量将在100年后达到国家土壤环境质量标准的临界值。     

“改排为蓄”和“覆沙改良”整治前后盐碱地微观结构研究

【目的】从微观层面研究不同治理措施整治前后盐碱土结构变化,土壤结构与土壤性质相互作用,微结构变化对土壤性质的改善作用。【方法】对渭南市富平县褚原村"对流弥散"和"覆沙改良"试验小区的原状土进行采集,采用扫描电镜及能谱仪对采取"改排为蓄"和"覆沙改良"法整治前后的盐碱土进行微观形貌观测和元素组成分析。【结果】整治前盐碱土板结较严重,孔隙结构差,经淡水洗盐并经合理蓄水处理后的盐碱土颗粒变小,结构上呈片层状,利于水盐向下运移并有利于阻止返盐,"覆沙改良"法随着覆沙厚度的增加(5～15 cm),非毛管孔隙增多,土壤孔隙结构逐渐改善。【结论】对比"改排为蓄"和"覆沙改良"法整治后盐碱土微结构,"覆沙改良"法使土壤结构发生的变化较大。     

土壤结构改良剂影响下的土壤水分有效性研究

以聚丙烯酰胺(PAM)与磷石膏(PG)为土壤结构改良剂,利用离心机法,测定土壤水分特征曲线,从分析土壤的吸水能力和持水能力的角度出发,研究土壤结构改良剂对土壤水分有效性的影响。研究结果表明,土壤的吸水能力、持水能力与释水能力均表现出与用量密切相关;在使用土壤结构改良剂的情况下,仍然可用van Genuchten方程很准确的模拟土壤吸力与含水率之间的关系,即可作为使用土壤结构改良剂后的土壤水分特征曲线的模拟表达式;在试验的用量范围内,土壤结构改良剂的使用不会影响植物对水分的吸收和利用。