冻结作用下潜水蒸发的室内试验研究

潜水蒸发是地下水的主要消耗项,冻结期潜水蒸发还会加剧土壤盐渍化,为了揭示土壤粒径和冻结气温对潜水蒸发的影响,在室内通过人为控制冻结气温对潜水位埋深0.5 m的土柱进行单向冻结试验,研究了冻结气温降低过程中3种粒径(0.19、0.35、0.73 mm)土壤中的潜水蒸发规律。结果表明:土壤粒径越小,潜水蒸发速率越快,累积潜水蒸发量越大,冻结气温变化对土壤中潜水蒸发的影响效果也越明显,整个冻结过程中,A、B、C 3种土壤的最大累积潜水蒸发量分别为324、280、232 mm。冻结过程中累积潜水蒸发量与冻结时间较好的符合对数方程的关系,且土壤粒径越小,拟合效果越好。研究成果对于科学评价地下水资源和预防土壤盐渍化具有重要的指导意义。     

拔节期干旱对春玉米产量性状及抗旱性的影响

在干旱区大田条件下,选用当前生产上主推密植型玉米品种,在拔节期不同干旱胁迫度下,对其产量性状及抗旱性进行研究,结果表明,不同旱胁迫度下百粒重与产量均呈极显著正相关;随干旱胁迫程度增加,穗粒数对产量所起的直接效应明显增加,而穗粒数则与行粒数呈极显著正相关,所以百粒重是决定产量的首要因子,其次是穗粒数,而行粒数则决定了穗粒数。品种抗旱性分析结果表明,大丰30丰产性较好,而抗旱性一般;富友968抗旱性最好,而丰产性较差;潞玉36则抗旱性和丰产性均较差。     

季节性冻融期覆砂对太谷农田土壤含水率时空变化的影响

研究了冻融期砂层覆盖对剖面土壤含水率的影响。野外试验于2016年11月—2017年3月在山西省太谷均衡实验站进行，主要监测3种地表处理剖面0~100 cm土壤含水率，各处理分别为无覆盖（LD）、0.5~1.5 mm粒径（XS）和1.5~2.0 mm粒径砂层覆盖（CS）。结果表明：冻融期砂层覆盖及土壤水分冻融使得XS和CS处理土壤剖面出现两个水分高值区，即近地表（15.40%~21.79%）和剖面20~40 cm间（15.99%~19.94%）；砂层覆盖对近地表有储水效果，储水效果随土壤深度增加而逐渐减小。覆砂处理对地表处储水效果最佳，平均土壤含水量较LD处理高8.45%~10.94%。覆砂对剖面0~40 cm有明显的储水效果，平均土壤含水率较LD处理高1.56%~1.62%。 40 cm以下3种处理土壤含水率相差较小，平均土壤含水率差值为0.09%~0.40%；砂层覆盖储水效果还与砂层粒径有关，XS处理0~5 cm储水效果优于CS处理，其土壤含水率高于CS处理0.57%~2.39%；地表砂层覆盖可以平抑地表土壤含水率变化，覆砂处理地表土壤含水率变幅较LD处理低约4.42%。     

季节性冻融期土壤剖面含水率变化特征研究

在干旱、半干旱气候区,采用野外田间试验和室内分析相结合的方法,分析了季节性冻融期土壤剖面含水率的变化特征,试验共设裸地(LD)、覆膜地(MD)和茬覆膜地(CMD)3种处理地块。结果表明,季节性冻融期土壤剖面含水率发生了明显的变化,在土壤剖面的不同深度出现了范围不等的含水率高值区和低值区,各处理地块含水率高值区变化的层位、形成时间以及含水率达到相对稳定的深度均不同,其中CMD的聚墒区最大,含水率最高达22%;LD的聚墒区最小,含水率最高达21%,土壤剖面含水率由上到下为增大-减小-保持稳定的动态变化特点。研究结果对干旱和半干旱地区季节性冻融土壤储水保墒及高效利用土壤水资源、确定冬春灌溉合理灌水技术参数提供了参考。     

基于PSO-ELM模型的冻融期土壤蒸发预报

准确预测冻融期土壤蒸发量,对于干旱半干旱地区水资源高效利用有着重要意义.基于传统极限学习机(ELM)输入权值与阈值随机给定导致预测结果精度不高的问题,提出了一种基于粒子群算法(PSO)优化极限学习机的冻融期土壤蒸发预测模型.以2016-2017年冻融期9个影响土壤蒸发的因素作为输入因子,实测土壤蒸发量作为输出因子,分别建立ELM模型、GA-ELM模型、PSO-ELM模型对冻融期土壤蒸发量进行预测.结果表明,对输入因子进行随机函数处理后可提高模型预测精度,PSO-ELM模型预测精度优于单一ELM模型和GA-ELM模型,其决定系数为0.9936,均方根误差为0.0109 mm/d,平均绝对误差为0.0079 mm/d,平均相对误差为4.91％,可用于冻融期土壤蒸发量的预测.     

秸秆覆盖对冻融期土壤墒情影响试验

为了研究秸秆覆盖对冻融期土壤墒情的影响,该文设置裸地、玉米秸秆覆盖厚度为5、10和15cm的4种地表处理,进行了冻融期的土壤水分迁移试验。结果表明,冻融期秸秆覆盖的保温效应改变了土壤冻结状,使覆盖厚度15cm田块未出现冻层,覆盖厚度5和10cm地块的土壤初冻时间比裸地分别滞后16和25d,且冻层厚度较裸地减小了29和42cm。受冻融作用的影响,裸地在40cm处出现聚墒区,秸秆覆盖田块在地表处和30～50cm处出现聚墒区。冻融期内玉米秸秆覆盖厚度为5、10和15cm田块地表水分波动幅度分别比裸地减小了1.12、6.46和8.7百分点;土壤融化后其地表0-10cm土壤平均含水率分别比裸地高9.45、9.04和8.99百分点。研究成果可为季节性冻土分布区实施秸秆覆盖措施提供参考依据。     

季节性冻融期不同地下水位埋深下土壤温度变化特征

土壤温度是土壤热状况的综合表征指标，影响土壤养分分布和冬春季节作物生长发育。以山西省水文水资源勘测局太谷均衡实验站为试验基地，对冻融期4种不同地下水位埋深下的土壤温度进行了分析研究。结果表明：在地下水浅埋区，冻融期地温的变化滞后气温变化，且滞后时间随土壤深度的增加而增大。12月初-2月下旬，地下水位为1．0m埋深的土壤温度较高；消融期地下水位为1．5m埋深下的土壤温度迅速回升。而0．5m埋深下的土壤温度较低且回升较慢；同一地下水埋深下，随着土壤深度的增加。剖面温度增高。50cm深度之下的土壤温度受地下水位埋深的影响较弱。研究成果可为冬春作物播种、预防冻害提供参考依据。     

地表覆膜对季节性冻融土壤入渗规律的影响

该文以指导农田冬春灌溉为目的，利用双套环入渗仪积水入渗试验法，进行了季节性冻融期田间系列土壤入渗试验，分析了地表覆膜对冻融土壤入渗特性的影响。试验结果表明：地表覆膜具有明显的保温保墒作用，在地膜覆盖条件下，土壤冻结滞后，解冻过程提前，土壤含水率变化较小；冻结初、中期覆膜地的土壤入渗能力高于裸地，而冻结末期和消融期则表现出相反的规律；冻融期地膜覆盖使得土壤出现最小入渗能力的时间滞后于裸地近20 d。研究结果对于指导季节性冻融区冬春灌溉合理灌水技术参数的确定及高效利用土壤水资源具有重要的理论和实际意义。     

基于突变理论的地质灾害风险性评价

本文以山西省交城县为例,选取坡度、降雨、植被、采空区分布、灾害点密度等14个指标构建基于突变理论的地质灾害风险性评价体系。将Jenks优化法与突变理论相结合,计算各指标权重,利用ArcGIS平台对县域进行栅格划分,栅格叠加计算后得到评价单元的风险性指数,将研究区分为高风险区、较高风险区、中风险区、较低风险区和低风险区五级,并通过成功率曲线法对评价结果进行验证。结果表明:交城县地质灾害高风险区22.44 km~2,占全县面积的1.23%,有灾害点61处,占灾害点总数的62.89%。分析可知,岩土体结构差、人类活动强烈、采空区和断裂带分布密集的区域易诱发地质灾害。经成功率曲线法验证,评价结果成功率为93%,表明该评价方法准确可靠,可为后续地质灾害防治提供参考。     

不同地表覆盖下冻融土壤入渗能力及入渗参数（英）

为了研究不同地表覆盖下冻融土壤入渗能力的差异和入渗参数的变化规律,进行了一系列裸地、地膜覆盖地和秸秆覆盖地土壤田间入渗试验。研究表明,冻土的入渗能力主要受冻层的控制,冻层是入渗水分的控制界面,土壤冻融特征差异是影响不同地表覆盖下土壤入渗能力大小的主导因素。冻融土壤的水分入渗过程可用三参数考斯加科夫土壤入渗经验模型描述。水分入渗开始 1 min内的累积入渗量大小随着冻层厚度和密实度的增加而减小,随着土壤冻融循环次数增加而增大;入渗能力的衰减率随着冻层厚度和密实度的增加而减小;稳定入渗率大小主要取决于土壤冻结状态和入渗锋面处的水力特性。三入渗参数均与土壤含水率和冻结深度有关,不同地表覆盖下的土壤入渗参数随着冻层深度的增加而减小,随着土壤的消融解冻而增大。该研究成果对农业生产实际和水土保持具有重要的指导意义。