基于距离反比法的土壤盐分三维空间插值研究

以新疆兵团一块面积约70 hm2的盐碱地为研究对象,采用EM38与土钻取样相结合的方法得到了126个点不同土层(0~200 cm)的1 386个土壤盐分数据,应用三维距离反比法(3D-IDW)对土壤盐分进行了空间插值,探讨了垂向坐标扩大倍数和搜索点数对插值结果精度的影响。结果表明,研究区0~140 cm土层盐分平均含量较高,为1.84~2.11 g/kg,盐分变异较大,而140~200 cm土层盐分平均含量较低,为1.74~1.79 g/kg。所有土层盐分含量的统计特征值(平均值、标准差和变异系数等)均随土层加深而呈现递减的趋势。土壤盐分实测值和估计值的均方根误差随垂向坐标扩大倍数的增大而减小,随搜索点数的增加而增大,其值在0.1~0.4 g/kg范围内变化,当垂向坐标扩大300倍、搜索点数为6个时,插值效果较优。采用确定的参数对研究区的土壤盐分进行了三维空间插值,结果表明土壤盐分空间分布特征与实测值比较吻合,大部分区域土壤盐分含量小于2.5 g/kg,靠近北部和南部边界区土壤含盐量较低,属于非盐化土区,而大于4 g/kg盐化土主要分布在中间和南部局部区域。研究区80%土壤为非盐化土和轻度盐化土,20%为中度和重度盐化土。影响该区盐化土分布的主要因素有灌溉、局部地形、粘土层位置、地下水埋深和矿化度。当不同方向的取样间距相差很大时,选取合适的垂向坐标扩大倍数和搜索点数对保障3D-IDW法的插值结果精度至关重要。     

降雨强度和坡度对细沟形态特征的综合影响

细沟的形态特征研究可揭示坡面侵蚀发生机理,且细沟形态对坡面径流和侵蚀有重要影响;而现有研究仅用细沟密度和细沟宽深比等指标来表征细沟形态,不能全面准确地反映细沟的形态特征。为此基于模拟降雨试验,研究降雨强度和坡度对黄土坡面细沟侵蚀和细沟形态特征的综合影响。试验处理包括3种黄土高原有代表性的侵蚀性降雨(50、75、100 mm/h)和3个细沟侵蚀发生最常见的坡度(10°、15°、20°)。试验结果表明,坡面侵蚀速率和细沟侵蚀速率均随着降雨强度和坡度的增加呈幂函数增加。试验条件下,细沟倾斜度介于16°~20°之间,随着降雨强度的增加而增大,随着坡度的增加而减小;细沟密度、细沟割裂度和细沟复杂度分别为0.74~1.95 m/m2、0.08~0.17和1.09~1.38,三者皆随降雨强度和坡度的增加而增大;细沟宽深比为1.93~2.35,随着降雨强度和坡度的增加而减小。通过相关分析发现,细沟割裂度是评价细沟侵蚀和细沟形态的最优指标;研究降雨强度对细沟形态的影响时,建议优先选用细沟割裂度、细沟复杂度和细沟倾斜度指标;分析坡度对细沟形态的影响时,除选取细沟割裂度外,建议优先选用细沟密度和细沟宽深比指标。细沟横断面主要呈"V形",随着降雨强度和坡度的增加,径流紊动性增强,细沟横断面变化趋于不规则,说明细沟横断面变化可以反映径流的变化特征,从而揭示细沟侵蚀发生机理。     

地中仪地膜棉灌溉试验特征分析

利用不同地下水埋深的地中仪进行地膜棉的灌溉试验，分析了地膜棉不同生育期时蒸发、入渗的变化特征：受地膜棉的蒸腾作用，灌溉入渗量随其日耗水量增加而显著减少；棉花根系吸水影响深度与其日耗水强度成指数关系，其根系吸水最大影响深度为2．76m；棉花根系利用地下水量随埋深增加而减小，棉田最佳的灌水湿润深度应小于1．0m，当灌水湿润深度超过1．5m时，其根系不能更多利用地下水，即可认为是深层入渗。     

Estimation of Runoff,Peak Discharge and Sediment Load at the Event Scale in a Medium‐Size Mediterranean Watershed Using the Annagnps Model

In this paper, the Annualized Agricultural Non‐Point Source (AnnAGNPS) model has been used to estimate runoff, peak discharge and sediment load at the event scale in a Mediterranean watershed. The study area is the Carapelle torrent, Southern Italy (area = 506 km²), where continuous rainfall, streamflow and sediment load data are available. Nineteen flood events have been registered in the period 2007–2009 and were used for the application of the model. The aim of the paper is to evaluate the predictive accuracy of the model at the event scale, in a medium‐size watershed, given the specific conditions of the semi‐arid environments. A sensitivity analysis has been carried out to assign the correct parameterization: the mean normalized output variation of the most meaningful input parameters pointed out the influence of the curve number on runoff, peak discharge and sediment load predictions (values greater than 1); the MN Manning's roughness coefficient and K, C and P factors of the universal soil loss equation showed a moderate influence on sediment load simulations (values between 0·5 and 1). The selection of the Soil Conservation Service synthetic storm types has been based on the observed storm events analysis to improve the peak discharge simulations. The model prediction has proved to be good for runoff (R² = 0·74, NSE = 0·75, W = 0·92) and peak discharge (R² = 0·85, NSE = 0·70, W = 0·94), and satisfactory for sediment yield (R² = 0·70, NSE = 0·63, W = 0·91). The relative error is lower for high events; this result is quite interesting in semi‐arid environments, where most of the annual sediment yield is concentrated in a few, severe events. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

黄土丘陵半干旱区枣林露水量研究

利用2012年和2013年叶片湿度传感器(LWS)、温湿度仪、热扩散式探针(TDP)、中子仪实测的露水强度、冠层温湿度、树干径流、土壤水分及气象站监测的气象因子,分析了枣林生育期内露水量的变化规律,探讨了其与水资源输入、输出项的关系。研究结果表明,2012年和2013年枣林露水量随生育期变化呈现递增趋势,果实成熟期达到最大值。露水总量分别为31.31、37.87 mm,分别占同期降水量、蒸腾量和蒸发量的6.87%、10.00%、17.65%和7.90%、15.00%、17.90%,露水量日平均值分别达0.44、0.47 mm。此外,露水量具有发生频率高、稳定性强、重度露水量(大于0.20 mm)比重大的特点。在枣树全生育期内,露水量作为水资源输入项会引起蒸腾量在果实膨大和成熟期显著降低(P0.05),但对蒸发量无显著影响。研究显示露水是该区枣林重要水源,是水量平衡中不可缺少的输入项。     

水土侵蚀过程分析的小波精细积分法

将小波配置方法和精细积分方法相结合,提出了一种对水土侵蚀模型进行数值分析的新方法——小波精细积分法。与传统的有限元方法相比,本文方法属于半解析方法,对时间步长不敏感,可有效提高计算效率。数值分析结果表明了该方法的有效性。     

GIS在农业水土领域的应用与研究进展

介绍了近年来国内外GIS在农业灌溉管理、精确农业和农业区划、土壤利用和土壤侵蚀方面的研究和应用情况，并对GIS在该领域的研究进行归纳和总结，此外探讨了GIS在当前农业领域应用的主要发展方向。     

基于全站仪的工程侵蚀快速监测方法研究

对工程侵蚀的监测需要快速和精确。随着硬件的不断发展,特别是无棱镜全站仪的发展,使得使用全站仪来监测工程侵蚀量成为可能。采用最新型的无棱镜全站仪,设计了一套测量方法,对某公路边坡进行了监测。并根据监测的数据通过克里金插值和基于约束的Delaunay剖分方法建立其三维模型,从而达到计算工程边坡体积的目的。通过多次监测,最后达到工程侵蚀量监测的目标。     

CFD技术在水轮机转轮抗空蚀改造中的应用

CFD是用计算机来模拟流体的流场，建立流体机械最佳流道的流体动态分析软件，是当今先进的流体动力学模拟分析工具。介绍了CFD技术的理论基础，并且将其成功应用于锦江电站水轮机转轮的抗空蚀改造中，取得了良好的效果。     

粤北石漠化地区土壤侵蚀的137Cs法研究

据2005年10月的野外调查及对TM卫星影像解译分析结果,研究了粤北不同程度的石漠化地区、不同利用类型土地的¹³⁷Cs区域分布以及土壤侵蚀速率特征。结果表明:粤北石漠化地区土壤¹³⁷Cs活度的平均值为(6.54±0.57) Bq·kg^-1,土壤中¹³⁷Cs水平随石漠化程度增加有先降低然后升高的趋势,表明在重度石漠化阶段,过高的基岩裸露率导致其周围土壤对¹³⁷Cs的集中吸附,¹³⁷Cs在某些沉积小环境内逐渐富集。研究区¹³⁷Cs背景值为(1 433.60±131.40) Bq·m^-2,低于北半球的平均值,¹³⁷Cs剖面分布基本符合指数分布,最高值出现在2~4 cm深度范围内。在轻度、中度石漠化地区,非耕作土壤侵蚀速率的平均值分别为1 369.0、1 833.5 t·km^-2·a^-1;耕作土壤侵蚀速率远高于非耕作土壤,坡度对土壤侵蚀影响非常明显。