地下水浅埋区盐碱地滴灌条件下土壤盐分运移研究

综述了国内外地下水浅埋条件下土壤盐分运移机理研究,滴灌条件下盐碱地土壤盐分运移机理研究,土壤盐分运移模型研究的相关研究成果,为滴灌技术在改造和利用地下水浅埋盐碱土地资源的应用提供了思路,为预报土壤盐碱化提供科学依据,并为地下水浅埋盐碱土滴灌条件下土壤盐分运移规律的进一步研究提出一些建议,认为地下水浅埋区盐碱地滴灌条件下土壤盐分运移规律的研究仍是今后土壤科学的研究重点.     

畦灌施肥条件下地表水流溶质运移模型研究

以零惯性量模型作为畦灌施肥水流模型,一维的对流扩散方程ADE作为地表溶质运移方程,分别采用隐式格式有限差和特征线法分别进行数值求解,建立了畦灌施肥地表溶质运移模型,并利用田间试验数据对模型进行了试验验证,以期为实现畦灌施肥技术参数优化组合提供合理可行的模型工具.研究结果显示:建立的畦灌施肥地表溶质运移模型是合理可行的,可作为畦灌施肥技术要素优化组合的模拟工具.     

尿素肥液间歇入渗土壤水氮运移特性试验研究

通过连续和间歇一维垂直入渗试验,研究了波涌灌灌施尿素下铵态氮和硝态氮在土壤和地下水中的迁移转化特性,表明波涌灌间歇入渗较连续入渗有保肥和减小地下水污染等优点,可以有效缓解农业施肥带来的地下水环境污染。该研究成果为进一步研究波涌灌溉水氮运移特性和波涌灌溉对地下水环境的影响奠定基础。     

土壤水与地下水溶质运移联合模型

土壤水溶质运移模型着重解决入渗与蒸发条件下盐份在非饱和含水层中的垂向运移问题 ,地下水溶质运移模型着重解决盐份在饱和含水层中的横向运移问题 ,它们都不能全面描述区域盐份迁移的规律。分别建立地下水、土壤水的溶质运移模型子系统 ,耦合集成并进行联合运行是理想的解决方案。     

高浓度CO_2在土壤包气带逸散过程分析

CO2地质储存是减少温室气体排放的有效途径之一,为研究高浓度CO2在包气带中的逃逸过程及其运移规律,利用人工模拟CO2在包气带泄露过程的方法,建立并验证了相关的数学模型。结果表明:CO2逸散过程中,土壤由深到浅CO2的浓度分布依次降低,不同浓度CO2气体的运移规律相同,土壤中CO2浓度随时间迅速上升到一定值后到达稳定,在相同土壤深度CO2浓度稳定值与初始相比的百分比是相等的。气体流速v、弥散系数D、逃逸CO2浓度是影响土壤包气带中CO2时空分布的主要因素。     

基于时空变异的地下水模拟参数插值研究

由于地下水的储藏与运行特性及实际条件的限制,在对其进行监测时往往只能得到有限的监测结果,因此需要借助已知点信息来对地下水污染物运移参数的空间分布特性进行估计,着重阐述了浅层地下水环境评价指标的时空变异性,通过实验模拟水质指标在浅层地下水非均质环境中的运移,分析了示踪剂氯离子迁移过程中浓度变化的各向异性,进行了空间点去除率为33%和50%条件下的时空协同克里格估值;结果表明,在其他时刻只有参估点时间信息而无待估点时间信息,无论待估点的多寡,时空协同克立格估计效果相比普通克立格基本相当,证明了建立在地下水环境评价变量随机性空间统计分析基础之上的协同克里格最优估计方法切合实际,具有一定的实用价值。     

宁夏清水河平原农田包气带水分运移特征分析

在宁夏清水河平原选择典型地区建立了包气带水分运移试验场,对旱作条件下和灌溉条件下的冬小麦田包气带水分运移特征进行了观测研究.结果表明:该农田类型包气带水分运移特征以上渗-下渗型为主,由于地下水埋深大,任何情况下包气带水都持续补给地下水,非种植季节土壤储水为旱作冬小麦的生长提供了重要水源,灌溉显著地增大了作物蒸发蒸腾量和...     

农田土壤中水盐运移理论与模型的研究进展

农田土壤水盐模型是了解农田土壤水盐动态变化规律 ,进行农田水盐模拟和预报的最有效的方法之一。围绕国内外土壤学者在农田土壤水盐运移方面的研究成果 ,综述了农田土壤中水盐运移的基本理论及其发展过程 ,就农田土壤中常用的几种数学模型的研究现状进行了概述。对水盐运移模型的数值解法进行了探讨 ,以期消除数值波动现象 ,减小计算中的数值弥散。最后就农田土壤水盐运移模型研究方面存在的问题进行了分析 ,对其发展趋势和今后研究重点进行了展望 ,希望为进一步的研究工作提供帮助。     

新疆平原非灌区自然植被生态耗水量的计算

本文以新疆平原非灌区为研究区域,该区域自然植被主要依靠汲取浅层地下水来满足其对水分的需求。通过TM卫星影像处理、水文地质调查手段查明了研究区域内各流域的包气带岩性、浅层地下水埋深和自然植被分布面积及覆盖率,应用GIS技术划定计算单元,利用典型地下水均衡试验场潜水蒸发蒸腾试验资料确定各计算单元的潜水蒸发系数和植被系数,进而计算出现状条件下研究区域自然植被生态耗水量为63.7762×108m3/a。     

陇东盆地白垩系地下水运移研究

陇东盆地气候干旱、降雨稀少,盆地内分布着复杂的地下水含水层,如何有效的评价地下水资源量,怎样合理的开发利用地下水资源成为亟待解决的问题。因此,以白垩系环河组地下水为例,在研究区沿泾河和马莲河共采集水化学样25组,同位素样30组,通过对比分析地下水与地表水水化学样和同位素样的测试结果,来探讨陇东盆地白垩系地下水的控制因素和运移规律。陇东盆地白垩系地下水水化学、同位素特征表明:地下水源于大气降水,向斜两翼为现代降水,向斜核部多为古地质历史时期大气降水;地下水从东西两翼顺层汇集到天环向斜核部,在盆地中部地区河流下游地段排泄于河流或流出盆地;盆地西翼地下水径流交替较东翼快。受陇东盆地地层结构的影响,白垩系地下水向斜核部运移缓慢。     

鄂尔多斯高原外流区地下水开发利用方式研究

针对鄂尔多斯高原外流区地下水资源可持续开发利用问题,建立了理想数值模型.采用控制性数值试验方法以及定性与定量分析相结合的方法,通过典型稳定流分析、无第四系稳定流分析、参数灵敏度分析,对在鄂尔多斯沙漠高原外流区开采地下水资源中的井位、过滤器顶部埋深、过滤器合理长度、开采目的层等关键技术问题进行了分析研究,研究结果表明,在鄂尔多斯沙漠高原外流区宜采用中段悬挂式非完整井远离河流单一开采白垩系含水层地下水,同时指出控制性数值试验方法以及定量分析定性分析相结合的方法,在地下水资源可持续开发利用乃至地下水科学领域,是值得重视和进一步发展的研究方法.     

灌水量对包气带水分运移与滞留影响过程研究

包气带水是支持植被生长的关键因子,也是联系地表水与地下水、以及补给地下水的重要水源,为了解地表灌溉量和历时对包气带水分运移和滞留过程的影响,在陕西省泾惠渠试验站开展了夏玉米和冬小麦畦灌试验,应用实测数据和Hydrus-1D模型模拟包气带0~6 m土壤水分运移滞留过程,并对其水分平衡进行定量分析计算,结果表明:不同的灌水量、进水流量和灌溉历时会引起明显土壤水分运移滞留变化。夏玉米模拟期采用大流量、快速灌溉,剖面底部的渗漏量大,占地表总入水量的24.88%;冬小麦模拟期灌溉流量小、历时长,底部渗漏量小,占地表灌溉量的2.29%;夏玉米试验期内蒸发蒸腾量大于冬小麦,分别占地表总入水量的32.32%和27.33%,棵间蒸发量占蒸发蒸腾量的比例分别为18.15%和16.92%;夏玉米与冬小麦试验期内包气带土壤水分滞留比例分别为42.8%和70.38%,灌溉进水流量和历时是控制包气带水分滞留和进入地下水的关键因素。     

灌溉条件下包气带黄土层中NO-3-N的深部运移

通过渭北黄土塬地区NO3--N的原位运移试验,测定了10 m范围内黄土超根层中NO3--N浓度随时间的变化,对NO3--N和土壤含水量的运移通量及运移速率进行了定量分析。结果表明:微孔隙渗流的水分运移速率为44~65 mm/d,优先流的运移速率可达450 mm/d以上;NO3--N在施肥灌溉及作物吸收等因素的综合影响下形成积累峰值带,并向下运移,其平均运移速率为56.3 mm/d;在作物生长缓慢的冬季大定额灌溉条件下,施入农田的尿素并不能被作物完全吸收,上层土壤吸附的NO3--N会被大量淋洗,50%以上的NO3--N随入渗水流运移到作物根层以下,成为深层土壤和地下水的NO3--N污染来源。     

灌水定额对波涌灌溉土壤间歇入渗特性的影响

通过肥液(KNO3溶液)室内入渗试验,模拟研究了地下水位埋深150 cm条件下灌水定额对波涌灌溉土壤间歇入渗特性的影响.结果表明,在试验条件下平均入渗速度随灌水定额的增加而减小;灌水定额越大平均周期减渗率越大;土壤含水率增幅随灌水定额的增加而增大;灌水定额越大,土壤水分向下运移越深,进入地下水中的水量越多,越容易造成地下水污染和水资源浪费.     

鄂尔多斯高原内流区地下水开发利用方式研究

针对鄂尔多斯高原内流区地下水资源可持续开发利用问题,建立了理想数值模型。在此模型基础上,采用控制性数值试验方法、定量与定性分析相结合的方法,通过典型内流区稳定流分析、无第四系内流区稳定流分析、参数灵敏度分析,对该区内地下水资源开发利用中的井位、过滤器顶部埋深、过滤器合理长度、开采目的层等关键技术问题进行了分析。结果表明,在该区内地下水资源合理开发利用方式应为：采用中段悬挂式过滤器的非完整井,在远离湖泊的位置,单一开采白垩系含水层地下水。同时指出,控制性数值试验方法、定量与定性分析相结合的方法,在地下水资源可持续开发利用中,乃至地下水科学领域,是值得重视和进一步发展的研究方法。     

疏勒河流域水土资源开发及其环境效应分析

疏勒河项目是世行贷款的集农业开发和移民安置为一体的开发工程,计划从甘肃省南部山区移民7.5×104人,新开灌区29520hm2,工程的实施有可能对脆弱的生态环境造成影响。通过探讨工程实施对流域地下水系统和依赖于地下水的绿洲的影响。在GIS技术的支撑下,利用MODFLOW和HYDRUS建立流域土壤水、地下水耦合水流与溶质运移数值模型,预测水土资源开发利用条件下地下水水位、水质的变化趋势,并分析对生态环境的潜在影响。结果表明,规划的项目开发规模是合理的,基于GIS的耦合数值模型是流域评价研究非常有效的工具。     

新疆渭干河——库车河三角洲绿洲天然植被生态需水研究

新疆渭干河—库车河三角洲绿洲深居内陆,属于典型的大陆性干旱气候区,水资源缺乏,生态与环境脆弱,平原非灌区天然植被主要依靠汲取浅层地下水来满足其对水分的需求。本文利用遥感技术、水文地质调查等手段查明了研究区内的浅层地下水埋深和天然植被分布面积,应用GIS技术划定计算单元,利用典型地下水均衡试验场潜水蒸发和蒸腾试验成果确定各计算单元的潜水蒸发系数和植被系数,进而计算出现状条件下研究区域天然植被生态需水量为5.37×108m3,其中林灌地生态需水量为0.95×108m3,占17.71%,草地生态需水量为4.42×108m3,占82.29%。     

基于环境同位素的陇东盆地地下水分析

目前同位素技术在水文水资源领域应用非常广泛,也取得了较大的成果,研究地下水同位素对于有效开发利用水资源和预测地下水环境的变化具有重要的意义.根据陇东盆地同位素测试结果,分析盆地地下水同位素分布特征,追溯地下水的来源及运移过程.结果发现:陇东盆地地下水均来源于大气降水,地下水循环具有浅层循环与深层循环两种模式.浅层地下水积极参与现代水循环,可更新能力较强,地貌对地下水径流控制作用明显.深层地下水为古地质时期补给形成的,水交替径流缓慢,可更新能力弱,地下水径流受地质构造控制,从向斜两翼向核部汇集在盆地中部排泄于河流基准排泄面.     

水化学和同位素示踪卫宁平原地下水沿河排泄

定量评价地表水地下水转化关系是管理和利用流域水资源的基础。通过在卫宁平原沿河采集36组地表水、地下水样品,基于水化学和氢氧稳定同位素特征分析了地下水和黄河的转化关系。建立了一维溶质对流运移方程并运用有限差分法求解,以Cl-和EC为拟合指标计算了地下水沿河排泄强度。结果表明:枯水期地下水以向黄河泄流为主,总排泄量为7.48m3/s,占黄河流量的2.13%。地下水排泄具空间变异,存在两段地下水强排泄区。水化学示踪模拟方法可以有效评价地下水沿河排泄及其空间变异,地下水样品的代表性、水量均衡要素的完备性和取样密度是影响评价精度的主要因素。     

收获期豌豆籽粒离散元仿真参数标定

针对收获期豌豆籽粒在脱粒与清选仿真模拟中缺乏准确离散元仿真参数的难题,采用物理试验和仿真试验相结合的方法对豌豆籽粒仿真参数进行标定。以籽粒堆积角为评价指标,通过Plackett-Burman试验筛选显著性参数,借助最陡爬坡试验和Box-Behnken试验得到显著性参数最优组合,通过仿真试验标定非显著性参数。结果表明：籽粒间碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.364、0.519和0.444;豌豆籽粒-钢碰撞恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数分别为0.505、0.462和0.090;物理和仿真试验堆积角分别为19.841°和19.714°,其相对误差为0.64%。研究可为豌豆机械化收获过程离散元仿真分析提供参考。