川西地区紫色土抗剪强度水敏性试验研究

土体抗剪强度水敏性是工程稳定性研究与设计的重要参考依据.为了研究含水率对川西地区紫色土抗剪强度的影响规律,并揭示其抗剪强度的水敏特性,在不同主应力下对不同含水率的重塑紫色土进行了室内直剪试验.结果表明:1)抗剪强度具有水敏感性,其强度随含水率增加先增大后减小,并在含水率15％时取得峰值.2)抗剪强度受主应力影响,当主应...     

鄂尔多斯砒砂岩力学特性的试验研究

砒砂岩区强烈的侵蚀、流失和边坡稳定问题与砒砂岩的力学性质有着密切的关系,其力学性能就是砒砂岩发生一系列地质问题的内在原因.文中针对内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗砒砂岩原状土体进行不同含水率下的直剪试验及无侧限抗压强度的试验.研究结果表明:砒砂岩抗剪强度与取样边坡角度、含水率的变化密切相关.90°方向砒砂岩抗剪切能力最强;含水率对砒砂岩的抗剪强度影响显著;粘聚力随含水率增加呈对数规律急剧降低;内摩擦角随含水率增加呈线性下降,变化幅度平缓.砒砂岩抗压强度随含水率的增大呈对数规律急剧降低,直至消失.且在含水率低于7％时,砒砂岩表现极强的岩性特征,其抗压强度的应力应变曲线符合萨恩斯模型.     

干密度和含水量影响下非饱和黄土正冻结过程研究

通过自制的冻结与监测装置,进行了不同干密度和含水量条件下非饱和黄土的温度变化试验。试验结果显示,当干密度增大,土壤的导热能力将被削弱,随着冻结过程的不断进行该影响因素的作用不断增强。含水量对冻结中土体温度的变化也存在显著影响;含水量较高的土体降温更为剧烈,稳定状态时的温度也更低。通过对试验数据的分析,进一步得到了不同干密度与含水量的土体温度与温度梯度同冻结位置和时间的分段函数关系。回归结果表明：冻结初期,含水量是影响土体温度与温度梯度的主要因素,含水量越大降温越剧烈;而在冻结的后续阶段,温度与温度梯度的变化则受干密度与含水量的共同影响,随二者的增大土体降温程度逐渐减弱。     

黄河源区不同退化程度高寒草地理化性质及复合体抗剪强度研究

为研究黄河源区高寒草地退化对土体理化性质及根-土复合体抗剪强度影响,本研究以位于黄河源区青海河南县地区高寒草地为研究对象,通过开展不同退化程度草地野外取样及室内试验,获得土体密度、含水率、颗粒级配、土壤营养元素和植物根-土复合体抗剪强度指标及变化特征.结果表明:(1)在相同退化程度和取样深度下,南旗村试验区土体平均密度...     

黄土区冻融期不同土地利用土壤水分与温度的关系

为了研究冻融期土壤水分与温度的变化及其关系,通过监测野外不同土地利用径流小区土壤水分与温度数据,分析了不同深度土层土壤水分和温度的时空变化规律,阐明了研究区土壤水分与温度的相关关系。结果表明:冻融期,坡耕地20 cm土层含水率变幅最大,草地和林地均为40 cm土层含水率变幅最大;坡耕地20 cm土层含水率变异程度最大,而草地和林地的最强活跃层分别为:30 cm和10 cm;草地最先进入冻结期和融解期,且冻结和融解时间逐层滞后; 3种地类(坡耕地、林地、草地)土壤含水率与温度均呈二次函数关系。林地土壤水分与温度的相关性最强,更有利于黄土区土壤水-热保持,该结果可为黄土区土壤水分对植被恢复影响研究以及环境建设保护提供科学依据。     

基于田口方法的砂土抗剪强度特征分析

为了探究石英砂粒径、细粒土含量、干密度等因素对砂土抗剪强度特征的影响,根据室内直剪试验选择砂土的粒径、细粒土含量以及干密度3个因素为变量探究其影响规律.结果 表明,田口方法和多因素方差分析方法均表现出石英砂粒径对其抗剪强度影响最大,其次是细粒土含量和干密度.在控制细粒土含量以及干密度不变,仅改变石英砂粒径的条件下,分别...     

青川浅层滑坡降雨入渗及稳定性研究

降雨作为诱发碎石土浅层滑坡的主要因素之一,通过渗流作用降低滑带土的抗剪强度,从而导致滑坡失稳.为了进一步研究这种滑坡的降雨蒸渗过程及其对滑坡稳定性的影响,本次以青川县后山里滑坡为研究对象,对该滑坡区的大气温湿度、土体含水率、地下水位及蒸渗量进行了持续监测,基于监测数据分析了降雨对滑坡地下水位及土体含水率的影响,并提出了...     

基于pF meter传感器的土体冻融过程中基质势与未冻水量关系研究

基质势是驱动冻土中水分发生迁移的关键驱动力之一,但由于以往的技术限制,负温下土体的基质势难以被直接测量,冻土基质势相关问题成为冻土水热过程研究中的难题。利用可用于极端负温条件下的pF meter基质势传感器,针对青藏红黏土、兰州粉土以及张掖细砂这三种不同粒径级配的土体,分别从粒径大小和初始含水量的角度,通过室内试验,研究了土体冻结与融化过程中基质势、未冻水量以及温度三者之间动态变化的关系。结果表明:冻土中的冰晶体对基质势和未冻水量的影响类似于融土中的气体,而冰晶体的含量又与土体温度相关;由粒径级配决定的比表面积对冻土基质势存在着决定性的影响;此外,初始含水量的多少对冻土基质势也存在与融土类似的影响。研究成果揭示了负温冻土中未冻水的数量与能量状态随冻结与融化过程的变化关系,为研究冻土中水分在基质势驱动下的迁移过程提供了理论基础和试验支撑。     

毛乌素沙地天然臭柏、油蒿群落细根分解及影响因子分析

采用埋袋法对毛乌素沙地天然臭柏、油蒿群落的分解速率在2005年4~10月,2006年4~10月间进行了为期2年的动态研究,并同步测定样地的温度、相对湿度、露点温度、绝对湿度、土壤含水率等影响因子。建立了细根重量保持率与时间的数学关系式,揭示了群落内部气象因子的动态变化。结果表明:臭柏和油蒿细根分解系数相差较大(P(0.05),细根分解系数在臭柏群落与臭柏灌丛间差异不显著,臭柏分解系数为油蒿分解系数的44.44%。在对细根分解与其影响因子的相关分析基础上,探讨沙区生态系统中气象因子、土壤水分对细根分解速率的影响,这部分工作的开展对于揭示沙区生态系统的物质循环和能量流动具有重要理论意义。     

疏勒河流域土壤含水率反演

土壤含水率是影响干旱区植物生长的重要因素,获取区域尺度土壤含水率数据,能够为干旱半干旱区生态恢复和脆弱生态系统保护提供科学依据。结合MODIS地表温度和反射率数据及全球陆面数据同化系统(GLDAS)土壤含水率数据,利用表观热惯量法和统计降尺度方法反演疏勒河流域土壤含水率,研究其时空变化及其与植被的相关性,得到以下结论:2016年整个疏勒河流域年均土壤含水率偏低,且季节变化显著,其均值、离散程度存在7月 10月 4月 12月的趋势;流域东部土壤含水率整体高于西部;流域土壤含水率空间分布的季节变化显著,其变异系数的空间分布与年均土壤含水率相似;土壤含水率与归一化植被指数NDVI正相关,但不同区域两者相关程度不同,灌区土壤含水率与植被的相关性最高。     

土壤冻融温度影响下棉田水盐运移规律

以新疆北部常年膜下滴灌棉田为研究对象,探讨整个冻融过程中温度对土壤水盐运移规律的影响。研究结果表明：气温对土壤温度的影响随着土壤深度的增加而不断减小,滞后时间不断延长,并且气温对冻土的消融速度远远快于冻结速度,上层冻土消融速度快于下层。土壤水分受温度的影响较大,在冻结期,土壤水分从非冻结层向冻结层缓慢运移;在消融期,下层土壤水分在蒸发作用下不断向上运移。通过监测分析得知,温度间接影响盐分运移,在冻结期,土壤水分运移缓慢,土壤盐分运移变化较小;在消融期,土壤水分运移较为活跃,土壤盐分运移变化较大。在温度快速上升的情况下,土壤水分不断上移, 120～150 cm土壤盐分迅速向上扩散,上层土壤盐分不断增加,威胁膜下滴灌棉田可持续种植。     

膜下滴灌棉田冻融期土壤水分盐分变化特征

通过分析2014年11月—2015年3月北疆地区膜下滴灌棉田冻融期土壤盐分、水分与温度变化,探讨了不同土层水热盐在冻融期的变化和耦合关系。结果表明:冻融期土壤表层和深层含水量较高,中间层含水量较低;土壤剖面盐分在0~80 cm呈现层状分布,浅层土壤发生盐分明显累积,土壤盐分变异系数20 cm土层为0.525、40 cm土层为0.257、80 cm土层为1.041。在冻融期,土壤水分盐分沿剖面分布发生明显变化;土水势梯度、土壤温度梯度是冻融期土壤水分盐分迁移的主要因素,土壤水热盐之间变化具有高度的耦合性。     

3种保水措施影响下的风沙土水盐及地温特征

对塔克拉玛干沙漠腹地不同保水措施(覆膜、覆沙、喷施Guilspare)和裸地(对照)土壤水分、盐分分布及耕作层温度的变化特征进行了分析.结果表明:夏季采取保水措施能够抑制土壤蒸发,提高土壤的蓄水保墒能力.同时,还能起到抑制土壤盐分表聚的作用,明显地改变了风沙土水盐空间分布,降低表层盐分被淋溶至林木根系层的概率.保水措施...     

辽西地区春播期土壤湿度变化特征及气象影响因子分析

利用1981—2011年辽西地区土壤相对湿度、降水和气温资料,对该区土壤湿度和降水变化特征及二者关系进行分析。结果表明：土壤湿度具有明显干化趋势,同期降水不是唯一影响因子;春播期土壤湿度与前秋降水正相关,深层相关系数为0.69,与底墒显著正相关,相关系数最高可达0.84,如此显著的正相关是由于北方特有的封冻雨,秋季降水封冻在土壤里,到第二年春季,气温升高,解冻返浆,土壤变得湿润;5月土壤湿度与同期降水呈正相关,浅 层相关系数为0.67,与气温呈负相关,深层相关系数为-0.58。     

北疆土壤温度变化对滴灌棉田水盐运移规律的影响研究

以北疆常年膜下滴灌棉田为研究对象,分析棉花整个生育过程中土壤温度变化对棉田水盐运移规律的影响,并对灌溉制度进行优化调整。研究结果表明：土壤温度随着气温的升高而升高,降低而降低,气温影响作用随着土壤深度的增加而减弱,滞后时间随着深度的增加而延长;8月份之前,土壤温度自上而下呈递减分布,随着土壤温度的升高,土壤水分扩散率不断增大,土壤持水能力不断降低,造成5～60 cm处土壤含水率降低,而90～150 cm处土壤含水率增高,导致5 cm和90～150 cm处土壤盐分相对增高;8月份之后,随着土壤温度的降低,土壤温度分布发生变化,土壤水分扩散率不断减小,土壤持水能力不断增强,土壤水分蒸腾降低,渗漏减小,各层土壤含水率相对保持较高,各层土壤含盐率相对保持较低;在灌溉定额不变的条件下,在5、6月份相对减小灌水定额,7月和8月份相对减小灌水周期、增加灌水定额,8月之后相对增加灌水周期、减小灌水定额,在生育期末,通过穿插灌水,加大灌水定额,对土壤洗盐、抑盐有着明显的作用。     

季节性冻土区土体冻融过程及其对水热因子的响应

利用内蒙古赛罕乌拉森林生态系统国家野外观测研究站试验地的森林小气候观测塔,根据2015—2016年冻融期野外观测的气温、降水量、土壤温度和水分数据,对该区季节性冻土的冻融过程和特点进行分析,研究土壤冻结和解冻过程中各土壤层的垂直温度和水分的变化,以及对气温和降水量的响应。结果表明:①季节性冻土的土壤温度随着土层深度增加,土壤冻结和融化滞后天数也会增加,同时与气温的相关性也逐渐减小;②季节性冻土解冻的速度要快于冻结的速度;③在进入解冻期前,3月中旬到5月中旬,各层土壤温度始终保持在-1～1℃之间,不随气温波动;④降水量并不大的解冻期,土壤未冻水含量会迅速增加,说明冻融过程确实能够保存土壤水分,这将有利于植被应对春季干旱。     

温室甜椒局部分根区交替畦灌土壤温度的变化研究

温室甜椒局部分根区交替畦灌根际土壤温度变化研究表明,浅层土壤温度增加较快且交幅很大,不同深度土壤温度出现最高温度的时间随深度增加而廷迟;局部分根区交替畦灌的平均地温(湿润侧和干燥侧)比常规灌溉的高,8:00时到14:00时浅层土壤湿润侧地温比相应的干燥侧低,14:00时到18:00时各个深度湿润侧地温都比相应的干燥侧高;每天同一时刻浅层土壤温度与气温呈线性相关,一天中浅层土壤温度和气温呈指数关系;土壤温度麦幅和深度可以拟合成指数关系且土壤温度与土壤含水量有密切联系.     

地表滴灌条件下滴头流量对土壤水分入渗—再分布过程的影响

在新疆林业科学院枣树示范基地进行了原状土的树下单点源滴灌试验,研究砂壤土在不同滴头流量条件下(滴头流量分别为8、12、16 L·h~(-1))地表滴灌湿润体特征值的变化规律。结果表明:1停止灌溉时湿润锋呈平卧半椭球体分布,随着滴头流量的增加湿润锋的分布范围逐渐增大,停止灌溉后12 h内各滴头流量下土壤中的水分运移均存在再分布过程,水分再分布后湿润锋呈直立半椭球体分布,湿润体的形状大小受到滴头流量及灌溉总量的影响,湿润锋水平、垂直运移距离与入渗时间存在显著的幂函数关系,决定系数(R~2)均大于0.95;2滴灌初期湿润锋在水平、垂直方向上的运移速率随着滴头流量的增加而增大,随着灌水历时的延长逐渐降低,滴头流量越大入渗距离比也就越大,并且随着灌溉时间的推移入渗距离比值逐渐减小,三种滴头流量下入渗距离比由最初的2~2.27逐渐减小到0.8~0.97;3随着滴头流量的增大湿润体的体积不断增大,湿润体含水量也随之增大,距离滴头越近含水量等值线越密,外围含水量等值线较稀疏,滴头正下方约40 cm处土壤含水量增加值达到最大,再分布后含水量等值线变为稀疏,水平扩散半径增加值较小,垂直方向再分布距离较大。     

揭膜对土壤温湿度及棉花根系发育的影响

为缓解残膜污染对棉田生态的影响,在新疆农垦科学院作物所1~2号试验地进行了棉田揭膜试验,研究头水后揭膜和2水后揭膜对土壤温湿度和棉花根系发育的影响,以期为新疆滴灌棉田揭膜工作的开展提供理论依据。本研究设置头水后(6月14日)和2水后(6月23日)揭膜两个处理,以正常覆膜为对照,连续测定头水后到灌溉结束棉田土壤温湿度的变化,同时测定棉花根系发育及干物质积累动态,成熟期进行产量测定。结果表明:7月5日之前,揭膜会降低土壤温度且幅度随着深度增加逐渐减少;4水前揭膜会降低土壤湿度,降低幅度随着浇水后天数增加逐渐变大。揭膜可促进棉花根系提前建成,增加干物质的积累量及侧根数的发生。揭膜处理地上部干物质积累线性增长期较CK缩短8.54~12.72 d,根系干物质积累时间缩短9.91~11.68 d。揭膜处理干物质积累量较CK增加12.34%和11.67%,产量较CK增加6.0%~8.3%。     

精准农业种植中棉田膜下自动控制滴灌系统的应用

通过计算机控制系统,利用各种传感器,自动采集、监测农田土壤水分、土壤温度、大气温度、大气相对湿度、田间水分蒸发量、土壤全盐含量等农田环境参数,根据这些参数结合数学模型可预报出棉田需灌时间和需灌水量,利用计算机系统所显示的棉田土壤温度、湿度变化情况,为自动化灌溉系统提供控制信息,传递控制信号,并结合棉花各个生长期的需水规律实施自动滴灌,为棉花生长提供科学合理的灌溉方案,同时在利用精准灌溉设施的基础上配套实施精准施肥,充分发挥现有的节水设备作用,优化调度,提高效益,更加节水节能,降低灌溉成本,提高灌溉质量,使灌溉更加科学、方便,提高棉田科学管理水平,改善棉花品质,增加棉花产量。