土壤砂砾覆盖对入渗和蒸发影响研究进展

砂砾覆盖能防止土壤表面受到雨滴侵蚀,切断土壤的毛细管作用,从而对土壤入渗和蒸发规律产生影响。介绍了国内外砂砾覆盖对入渗和蒸发规律影响的研究成果,现有研究结果表明,降雨入渗与砾石覆盖度之间既有正相关关系,又有负相关关系,入渗不仅与砂砾粒径有关,还与砂砾在土壤表面所处的位置有关;砂砾覆盖能够抑制蒸发,抑制效果与砂砾粒径大小、颜色和厚度等有关。另外,一些国外学者通过定量化模型描述了砂砾覆盖条件下入渗和蒸发规律,但这些定量化模型还是最基本的简化模型,主要偏重于理论说明,直接应用于实践还存在一些问题。     

透水砖铺装地面垫层结构对城市雨水入渗过程的影响

为了给透水砖铺装系统综合排水设计提供依据,建立了透水砖铺装地面物理模型,采用4种透水砖铺装结构形式(垫层由不同厚度的无砂混凝土、中砂、砂砾料组合而成),进行了模拟降雨条件下雨水入渗过程试验研究。结果表明:降雨过程中超渗的水流形成表层流,其水分延续入渗使地基土壤水分继续增加;4种处理在模拟降雨1 h,强度59.36 mm/h的情况下产流量均为0,下渗率的大小与垫层透水性程度呈正比,与土壤初始含水率呈反比;在模拟降雨2 h,强度59.36 mm/h的情况下(相当100年一遇2 h降雨量),透水砖铺装地面处理1(垫层结构自上而下为中砂10 cm、砂砾料20 cm),入渗效果最优,此时无地面产流。对于新建居民小区、道路、园林绿化等领域布置综合排水系统,以及那些现有排水系统超载严重,难以进行管网改建或改建代价过高的区域,用透水砖铺装地面取代不透水铺面是减少城市地面淹水频次和涝灾程度的良好途径之一。     

灌溉条件下黄土层的水盐效应研究

通过灌溉试验配合施尿素,钻探采取土样并对岩土浸提液电导率进行测定,研究了灌溉和施肥条件下非饱和黄土层的水流入渗规律和盐分变化特征。结果表明,黄土层中非饱和水入渗具有明显的含水量峰值带,其运移速度在0～6m的埋深带约为15～17cm/d,同时存在快速的超渗导管流;含盐量为615.82和815.07mg/L的灌溉水配合施尿素454.6和378.8kg/hm2的宽畦漫灌,可使上部6m黄土层电导率显著增加,最大点电导率增幅在黄土原区为2.12倍,在阶地区达4倍以上,表明灌溉水中的盐分、化肥的离解和灌溉入渗水流对黄土层的溶滤与淋洗作用,会显著影响黄土超根层盐分分布、运移和氮沉降。     

涌泉根灌多点源交汇入渗湿润体试验研究

在米脂山地微灌枣树示范基地进行原状土涌泉根灌入渗试验,研究了多点源交汇入渗条件下涌泉根灌湿润体特征值的变化规律.结果表明,涌泉根灌多点源交汇入渗孔洞处和交汇面处的湿润锋运移距离与入渗时间均符合幂函数关系,交汇面处的湿润锋运移速度比孔洞处的快,最终交汇入渗湿润土体沿孔洞布置方向的剖面形状近似带状;在孔洞底部周围的中间区域...     

Hydro-physical responses of gypseous and non-gypseous soils to livestock grazing in a semi-arid region of NE Spain

Pasture productivity depends on soil hydro-physical properties, which in turn are deeply affected by livestock grazing. However, the comparative response of different soil types, and particularly gypseous soil types, to grazing has hardly been studied before. This paper compares the effect of grazing on the soil hydro-physical properties of silty gypseous (Gy) and non-gypseous (NGy) soils located in a semi-arid region (Middle Ebro Valley, NE, Spain). Two different soil managements were selected: ungrazed natural shrubland (N) and grazed shrubland (GR) soils. The gypsum, CaCO₃ and organic matter content (OM), soil texture, soil bulk density (ρ_b), penetration resistance (PR), saturated sorptivity (S), hydraulic conductivity (K), and the water retention curve (WRC) for undisturbed soil samples from 1 to 10 cm depth soil layer were measured. The ρ_b and PR in NGy soils were significantly higher than those observed in the Gy ones. Soil compaction due to grazing treatment tended to increase ρ_b and decrease the K and S values. While no differences in PR were observed in the Gy soils between grazing treatments, the PR measured in the NGy soils under GR was significantly higher than the corresponding values observed under N. Differences in K and S between GR and N treatments were only significant (p < 0.05) in NGy soils, where K and S values under the N treatment were almost four times greater than the corresponding values measured under GR. Overall, no differences in the WRCs were observed between soil types and grazing treatments. While the WRCs of NGy soils were not significantly affected by the grazing treatment, Gy soils under N treatment present a significantly higher level of soil macropores than under GR treatment. The hydro-physical features of Gy soils tended to be less affected by grazing than those of the NGy soils. These results suggest that livestock grazing, in both Gy and NGy soils, has a negative effect on the physical soil properties, which should be taken into account by land managers of these semi-arid regions where silty gypseous and non-gypseous areas coexist.     

遗传算法优化神经网络的坡面入渗产流模型

引入遗传算法优化BP神经网络权重和阈值的方法建立黄土坡面产流入渗模型.模型以雨强、降雨历时、表层40 cm土壤前期含水量、坡度值为输入项,径流量、入渗量为输出项,用实测资料对网络进行模拟和预测.模拟结果平均误差6.32%和1.93%,预测结果平均误差为5.71%和1.92%.并与传统BP神经网络模型和定雨强Philip...     

季节性河道渗漏野外试验研究

为研究季节性河流大沽河河道的渗漏规律,以包气带水分运动理论为基础,在大沽河上、中游建立有代表性的试验场,进行野外现场入渗试验,研究不同包气带岩性下河道的入渗能力.结果表明:干涸河道入渗过程可分为非稳定入渗和稳定入渗两个阶段;包气带的水理性质影响着河床的入渗规律,大沽河河道上游的入渗率比中游的入渗率大,上游和中游南沙梁村...     

分布式流域产流数学模型的研究

基于流域下垫面各个因子空间分布不均匀的特点 ,开发出一个参数分布式流域产流模型 ,将流域划分为一系列网格单元 ,采用连续方程计算每一网格单元的反映。模型可与地理信息系统连结 ,以获取网格单元的地理信息 ,可视化地显示和分析各单元格的基本情况以及对降雨径流的关系。采用此模型对陕西镇巴县的黑草河小流域进行了模拟 ,模拟结果与实际的洪水过程符合良好。     

林地土壤性质空间变异性与土壤入渗过程的研究

运用经典统计学和地统计学理论,研究了缙云山马尾松林地土壤水分、电导率和pH值的空间变异性。结果表明,各变量符合正态分布,电导率与pH值呈正相关关系(α=0.01)。行内变异性分析表明,各变量沿坡向各行变异系数的均值都大于垂直于坡向的均值。不同坡向对行间的差异分析表明,含水量在沿坡向和垂直于坡向上均无显著差异,在垂直于坡向上各行电导率和pH值存在显著差异(α=0.01)。地统计学分析结果显示,含水量在沿坡向和垂直于坡向上的变异具有漂移特征,电导率在垂直于坡向方向上具有空间结构性,在沿坡向上随机变异过大,不能体现出空间自相关的特点;pH值在垂直于坡向上具有漂移特征,沿坡向上为纯块金效应。典型植被下土壤水分入渗研究表明,农耕地和阔叶林稳渗率为4.81mm/min和3.15 mm/min,分别是针叶林的14倍和9倍;1 h入渗总量分别为1365.58 mm和518.46 mm,是针叶林的37倍和14倍。     

单坑变水头入渗条件下均质土壤水分运动的数值模拟

变水头入渗条件下的土壤水分运动是蓄水坑灌的基本理论问题。该文根据土壤水动力学的基本理论，分析了蓄水坑变水头入渗的复杂边界条件，并推导了其坑水位变化与坑壁变水头入渗关系的数学表达式，进而建立了蓄水坑灌单坑变水头入渗及土壤水分运动的数学模型。采用ADI交替方向隐式差分格式将土壤水分运动方程离散，用Gauess-Seidel迭代算法求解非线性差分方程，实现了单坑变水头条件下的土壤水分运动的数值模拟。实验验证表明，数值计算结果与实测值有着较好的一致性。