土壤溶质迁移的高次幂函数近似解析模型

为了利用解析模型模拟土壤溶质迁移过程、估计土壤溶质迁移参数,在假定土壤溶质质量浓度分布为n次幂函数的基础上,结合边界层方法,将描述土壤溶质质量浓度分布的低次幂函数进一步推广,得到土壤溶质迁移的n次幂函数近似解析模型.在2个时刻(t=360,720 min)、较大距离(120~450 cm)时,利用不同次幂函数模型对溶质迁移过程进行比较分析,模拟结果表明孔隙水流速度较小(v=0.01 cm/min)时,在短历时(t=360 min)、长距离(x>50 cm)处,六次幂边界层解与其他次幂边界层解相比具有较高精确度;对边界层距离公式受各参数的影响进行模拟计算,分析结果表明:较小的孔隙水流速度(v≤0.01 cm/min)对边界层距离影响甚小;基于较小土壤孔隙水流速(v=0.01 cm/min)及测量仪器的不同灵敏度,利用不同次幂边界层距离公式对土壤溶质迁移参数进行数值计算比较及误差分析,结果表明用较高灵敏度的仪器进行测量,结合六次幂的边界层距离公式可准确地推求土壤溶质迁移参数弥散系数D及延迟因子R.     

土壤溶质迁移的高次幂函数近似解析模型

为了利用解析模型模拟土壤溶质迁移过程、估计土壤溶质迁移参数,在假定土壤溶质质量浓度分布为n次幂函数的基础上,结合边界层方法,将描述土壤溶质质量浓度分布的低次幂函数进一步推广,得到土壤溶质迁移的n次幂函数近似解析模型.在2个时刻(t=360,720 min)、较大距离(120～450 cm)时,利用不同次幂函数模型对溶质迁移过程进行比较分析,模拟结果表明孔隙水流速度较小(v=0.01 cm/min)时,在短历时(t=360 min)、长距离(x>50 cm)处,六次幂边界层解与其他次幂边界层解相比具有较高精确度;对边界层距离公式受各参数的影响进行模拟计算,分析结果表明:较小的孔隙水流速度(v≤0.01 cm/min)对边界层距离影响甚小;基于较小土壤孔隙水流速(v=0.01 cm/min)及测量仪器的不同灵敏度,利用不同次幂边界层距离公式对土壤溶质迁移参数进行数值计算比较及误差分析,结果表明用较高灵敏度的仪器进行测量,结合六次幂的边界层距离公式可准确地推求土壤溶质迁移参数弥散系数D及延迟因子R.     

蒸发和灌水频率对土壤中NO_3~-运移影响的研究

通过室内均质土柱试验,对不同灌水频率下有、无蒸发土壤中NO3-运移规律进行了研究。结果表明,有、无蒸发条件下土壤NO3-峰均随灌水频率增加而变陡、变窄,峰值增高,向下运移变缓;随灌水频率增加蒸发条件下溶质峰和溶质锋深度明显浅于无蒸发条件;蒸发量越大,灌水频率越高,有效淋洗水量越少;灌水间隔期蒸发与灌水淋洗共同决定着不同灌水频率土壤中溶质的运移和分布。     

土壤溶质优先迁移影响因素研究进展

根据国内外学者对土壤溶质优先迁移的研究成果和进展,详细分析了土壤内部普遍存在的水分运动——优先迁移现象,系统综述了土壤结构和质地、土壤初始含水率、林木根系、石砾、降雨强度、灌溉模式等影响因素。最后简要总结和探讨了溶质优先迁移发展趋势。     

径流对缓坡饱和土壤溶质影响的实验研究

降雨条件下,土壤溶质随径流的产生发生迁移。利用室内实验,研究缓坡饱和土壤溶质流失的时间规律、溶质浓度在垂直入渗和坡面径流两个方向上的变化规律。结果表明：在径流过程中,溶质流失速度变小,流失量减少并趋于稳定,幂函数比指数更适合描述这类变化;垂直方向上,土壤溶质向下层渗透扩散受深度的影响,随深度的增加溶质浓度先增后减并趋于稳定,此规律适合用对数描述;在坡面表层,土壤溶质随径流的迁移规律清晰,土壤溶质浓度远处高于近处,多阶多项式模型更适合描述浓度变化;随土层深度增加,溶质浓度变化有明显分界线,在分界线及以下溶质浓度变化规律性较差,总体呈降低趋势。     

土壤溶质迁移理论研究进展

随着农业发展和环境保护工作的加强,土壤溶质迁移研究成为一个热点问题。国内外学者从不同角度研究了土壤溶质迁移机制,并建立了相关的数学模型。通过综合国内外研究文献的基础上,分析了几何模型、对流弥散方程和传递函数模型方面的研究进展及存在问题,并探讨了在相关理论方面间内在关系,指出以后研究的重点问题。     

层状土溶质运移特性及其参数分析

由于自然和人为因素作用,土壤常常呈现层状结构,这种层状结构影响土壤水分和溶质的运移特性。通过室内模拟试验,分析了层状土溶质运移特性,研究了层状土溶质运移参数变化特征。结果表明C l-在层状土及均质土中弥散度具有明显差异,并且这种差异与夹层土壤的弥散度存在密切相关。     

TDR技术及其在土壤水分及土壤溶质测定方面的应用

测量土壤含水量有许多方法 ,称量法费时费力 ,不能原位重复测量 ,中子仪法测量土壤表层含水量时 ,特别是在低含水量测量时由于中子的泄漏而测不准确。时域反射仪 ( TDR)为表层土壤的精确测量提供了有效的手段 ( Nielson,1 995)。用 TDR测量土壤含水量由 Topp( 1 980 )首创 ,近 2 0年来 ,无论是在技术上还是应用上都得到了长足的发展。近年来 ,出于对植物营养需求及溶质输运的研究 ,特别是无机污染物迁移的研究的兴起 ,使得迅速测定土壤溶液的化学组成变得越来越重要。以往土壤溶液组成的测定是用真空陶土头抽提土壤水溶液进行分析 ( Rho…     

饱和-非饱和土壤中溶质的溶解-结晶二相模型初探

目前溶质运移的模型主要采用水动力弥散方程来实现,但水动力弥散方程不能考虑到溶解在地下水中的溶质因为溶解-沉淀作用形成结晶而积聚在土壤中的事实,这部分结晶相溶质不能直接通过水动力弥散作用而随地下水迁移。将土壤中的溶质分解成溶解相溶质和结晶相溶质,试图对溶质在随地下水-土壤水分运动而迁移,并同步沉积、释放的动态变化过程进行定量化的描述,建立起更为合理的地下水中溶质迁移和积聚的动态数学模型。     

不透水层上均质土壤中溶质浓度分布的解析解

从溶质扩散方程出发 ,针对不透水层上均质土壤的液体饱和状态 ,在顶层含有大量饱和溶质 (如养分等 )维持着扩散的条件下 ,进行严密的数学推证 ,给出均质土壤中溶质浓度分布的解析解 ,并分析了解的合理性 ,讨论了解的正确性。此解对土壤改良等类似问题具有实际应用价值 ,也具有重要理论意义     

灌溉施肥地表水流与溶质运移模拟研究进展

采用数值模型能够方便快速地探讨不同灌溉施肥条件下的水肥利用效率,为改善灌溉施肥系统性能、减轻不当灌溉施肥方式对生态环境造成的负面影响提供科学依据。从灌溉施肥地表水流运动模拟、灌溉施肥地表水流溶质运移模拟、灌溉施肥地表水流与溶质运移耦合模拟等方面出发,系统总结了不同时空尺度下灌溉施肥地表水流与溶质运移模拟模型的类型及其相...     

溶质运移理论的研究现状和发展趋势

灌溉对土壤养分运移理论的研究是目前土壤物理学、环境科学和农田灌溉学研究的一个重要方面。在学术上,它属溶质在非饱和土壤中运移的范畴。为此,本文较系统地论述了国内外溶质运移理论研究发展概况、研究现状及未来的发展趋势。     

撒施肥料一维畦灌地表水流与溶质运移模型构建与验证

模拟撒施肥料下的一维畦灌地表水流与溶质运移过程可为采用先进的畦灌液体施肥方式提供对比依据。该文基于湍流理论垂向流速线性与对数分布规律及不可压缩流体力学连续方程，构造沿畦长及任意垂向断面的非均布流速场和溶质浓度场，建立起撒施肥料下的一维畦灌地表水流与溶质运移模型，并利用典型畦灌施肥试验结果，检验该模型的模拟效果。结果表明，建立的模型不仅具有在撒施肥料状况下较好模拟地表水流运动和溶质浓度时间变化过程的能力，还具备较佳的水量和溶质质量守恒性，从而为评价撒施肥料下的畦灌施肥系统性能及与其它施肥方式下的畦灌施肥系统性能对比，提供了实用的数值模拟工具。     

二维撒施畦灌地表水流溶质运移模型：Ⅰ建模

基于二维畦灌全水动力学模型模拟的地表水深及畦面任意点垂向均布的流速场,通过把湍流垂向流速分布律由标量推广为矢量形式,并结合不可压缩流体力学连续性方程,构造了沿二维畦面及垂向非均布的三维流速场;利用能够描述二维畦面及垂向三个维度的溶质浓度场非均布变化特征的对流-扩散方程,描述传统撒施下的二维畦灌地表溶质运移过程,采用构造的三维流速场,基于湍流近壁模型构造了溶质扩散系数,从而构建了肥料撒施畦灌地表水流溶质运移控制方程;借助于畦灌地表水流模型中的薄水层假设,构建畦面溶质浓度初始条件,并采用一级动力学方程和任意点的固态溶质总量守恒特征,构建了撒施的肥料溶解与输运过程边界条件,从而构建起撒施肥料下的二维畦灌地表水流溶质运移模拟模型.     

“科瀚98”保水剂在春小麦—玉米带田上的应用试验研究

以“科瀚 98”高效抗旱保水剂为材料 ,采用沟施方法在干旱缺水的民勤沙漠绿洲区春小麦玉米带田中进行了保水剂应用研究。试验结果表明 ,沟施保水剂时 ,在土壤垂直剖面 2 0～ 4 0 cm处形成阻水层 ,且该层含水率较高 ,但对深层土壤含水率影响不大 ;在灌水量适宜时保水剂沟施对玉米叶面积、根密度、产量等均有正效应。但灌水量较小时施用保水剂效果不显著甚至会造成减产     

不同灌溉制度对矮化密植红枣土壤水盐分布的影响研究

为探究裸地滴灌不同灌溉制度对矮化密植红枣根区土壤水盐分布和红枣产量的影响,对灌溉定额为196、224和252mm,灌水次数8次和14次、共6种组合的矮化密植红枣进行滴灌试验,研究表明,低频灌溉可明显提高土壤含水率,相同灌溉定额条件下,低频灌溉较高频灌溉更有利于土壤水分的保持;高频灌溉控盐效果优于低频灌溉;随灌溉定额的增加低频灌溉较高频灌溉产量增加明显,而高频灌溉产量降低幅度比低频灌溉快;在合理灌溉定额下,采用高频灌溉较低频灌溉更能获得较高的产量。     

圩区地下水溶质运移随机模拟模型及应用研究

以我国大型圩区为研究对象,开发出一通用的地下水溶质运移随机模拟数学模型,用以模拟圩区地下水中污染物运移与累积情况。分析了大气降水、地表蒸发等随机变量的模拟预测方法,应用随机理论及时间序列理论对上述动态因素进行动态模拟,建立了不同边界条件的圩区地下溶质运移随机模拟模型。应用MODFLOW软件进行数值分析,给出特征点处地下水中总氮浓度随时间的变化规律,并提出现状封闭率条件下的适宜水面率及年排污最大量。结果表明,地下水总氮含量模拟值与实测值最大相对误差11.67%。     

单井膜下滴灌灌溉制度优化

根据单井膜下滴灌系统运行中 ,机井出流量均匀无调蓄能力、灌水定额小、周期短的特点 ,提出单井出流量一定条件下作物各生长阶段水量分配及单井控制面积优化方法 ,建立了与膜下滴灌系统相适应以周为时段的灌溉制度优化模型 ,并结合实例进行了计算与分析。