饱和流运移土壤溶质剖面分布研究

利用土柱切割法获得了饱和流运移土柱在不同运移时间的土壤溶质 (NH+4 )剖面分布曲线 ,并提出溶质运移初始穿透时间 (T初 )和完全穿透时间 (T末 )等概念以描述运移特征。在运移置换液浓度为 0 .0 4 mol/L时 ,T初 、T末 分别为 5、8左右 ,均比运移置换液浓度为0 .0 8mol/L时的 T初 (3.5左右 )和 T末 (6左右 )大 ;而在运移初始穿透时间时 ,运移置换液浓度为 0 .0 4 mol/L时的土壤平均吸持量为 6.38～ 7.2 7cmol/kg,小于运移置换液浓度为 0 .0 8mol/L时的土壤平均吸持量 (8.1 4～ 1 0 .36cmol/kg) ,表明运移置换液浓度增大 ,溶质运移较快 ,土柱吸持的溶质数量平均水平较高。运移相对时间 (出流液的土柱孔隙体积数 )为 1～ 5,溶质峰移动深度随运移相对时间的延长而增大 ,运移置换液浓度为 0 .0 4 mol/L时 ,土娄土的溶质峰移动深度与运移相对时间呈极显著线性正相关。根据化学动力学和过渡态理论 ,应用“S”型方程可定量描述饱和流运移过程土壤溶质吸持反应动力学特征。运移置换液浓度为0 .0 8mol/L时的反应速率常数比运移置换液浓度为 0 .0 4 mol/L时的反应速率常数大 2～ 3倍 ,相应的溶质吸持反应活化自由能变减小 ,表明运移置换液浓度增大 ,运移过程土壤溶质吸持反应速度加快。     

模拟农药莠去津在原状土柱中的运移(英文)

[目的]研究莠去津在原状土柱中的运移,判断其在土壤中的移动性及其对地下水的危害性。[方法]在相隔依次为6.5、8.5和6.5m的A、B、C、D4个地点的20～73cm深处,采集直径为25cm的原状土柱。土柱上端用马氏瓶供水,进水水头稳定保持在土柱土壤表面上2cm处。土柱底部以透水金属盘承托,金属盘中心为出水口。用量为大约10倍孔隙容积的去离子水饱和土柱,随后向其投放含不同质量浓度的莠去津和溴化钾溶液,用溴化钾作示踪剂来标记土柱中水分的运动。用CXTFIT软件模拟莠去津的穿透曲线、率定吸附和降解参数,并与批次试验所得相应参数进行比较。[结果]莠去津到达约53cm深土柱底部的浓度可达到初始浓度的20%～42%,说明其弱吸附和弱降解使得其污染浅层地下水的可能性很大。土壤的渗透性影响土壤水分运动,是影响莠去津运移的重要因素。CXTFIT的两区和两点模型均能较好地模拟莠去津的穿透曲线,4个原状土柱中平均不可动水体含量约为7%。两点模型拟合效果更好,主要表现在穿透曲线的尾部。据此推测莠去津的非平衡运移部分可描述为化学非平衡。[结论]土柱试验和批次试验得到的吸附参数和降解参数都存在空间差异,但是基本处于同一数量级。因此,如果试验条件控制得当,可以结合土柱试验和批次试验的结果进行大尺度莠去津运移模拟和预报。     

考虑吸附和降解时溶质在土壤中运移的对流-弥散模型及其准解析解

【目的】了解吸附性溶质在土壤中的运移规律,为土壤溶质运移机理研究和应用提供理论支持。【方法】利用溶质运移的对流-弥散理论、Laplace变换、超几何方程和特征有限元法,对溶质在土壤中的运移规律进行理论研究和数值模拟。【结果】给出了稳定流条件下,考虑随深度变化的一阶降解和随深度变化的线性平衡吸附时,一维溶质运移的对流-弥散方程;在初始浓度为0,半无限一维空间内第一类边界条件下,推导出了溶质相对浓度的准解析表达式;用特征有限元法建立了相应的数值模型。【结论】对比数值解和准解析解的计算数据可以看出,本研究所得准解析解是正确的;同时,数值计算所产生的误差很小,所得数值模型能满足实际工作对计算精度的要求,可用于实际工作。     

鹫峰国家森林公园土壤溶质运移特征研究

溶质在土壤中的运移受土壤结构、质地、水分含量、地被植物等因素的影响。在室内条件下,采用恒定水头法研究亮蓝在鹫峰地区土壤中的运移规律,得到同一样地不同深度下的亮蓝穿透曲线。研究结果表明:在鹫峰地区,溶质在土壤中存在明显的优先运移现象,土壤容重、孔隙度和饱和导水率均能影响溶质在土壤中的运移。     

基于人工神经网络的土壤溶质运移模拟与预测

在土壤质地、土壤容重和含水量一定的情况下,把土壤溶质运移时间和运移距离看作影响土壤溶质运移的主要参数,建立2个输入单元和1个输出单元的三层BP网络,对一维垂直土柱Cd2 的穿透试验进行了模拟和预测.其预测结果同数值解相比,R2=0.949,精度基本一致.可见BP网络预测模型反映了溶质穿透过程中,土壤溶质含量与运移时间和距离的动态关系;用BP网络预测土壤溶质含量的时空变化具有可行性,而且不需要建立具体的数学模型;工作量大大减小,不需要测定水动力弥散系数、阻滞系数等,具有很强的实用性.     

用均衡试验法测定土壤吸附参数

用均衡试验法测定了５ 种土壤的吸附量、分布系数、阻滞因子。结果表明,土壤阻滞因子、分布系数受土壤初始浓度、土壤质地影响大。一般来说, 分布系数 Ｋ ｄ ＝０ ．０１ ～１ ．５０ 之间,阻滞因子 Ｒ＝ １ ．０ ～４ ．５６ 之间。均衡试验法物理概念明确,试验简单、易操作,测定结果可靠,是用数学模型研究溶质运移问题所必需的基础实验。     

土壤溶质运移的色谱塔板理论模型

土壤溶质运移模型是研究土壤中农用化学物质迁移的一种重要手段。由于一维土壤溶质运移在基本机制和形式上与化学色谱分析有相似性,将化学色谱理论应用于土壤溶质运移研究,得到了土壤溶质运移的色谱塔板理论模型,该模型的解析解与常用对流弥散方程的解具有相似的结果。同时,土柱试验表明,色谱模型的模拟结果与试验结果基本一致,仅部分时段模拟结果稍低于试验值,这可能由于色谱塔板模型尚未考虑水动力弥散作用和其中采用一阶近似有关。说明色谱塔板理论可用于土壤溶质运移研究,为认识土壤溶质运移提供了一种新的方法。     

土壤溶质运移的色谱塔板理论模型

土壤溶质运移模型是研究土壤中农用化学物质迁移的一种重要手段.由于一维土壤溶质运移在基本机制和形式上与化学色谱分析有相似性,将化学色谱理论应用于土壤溶质运移研究,得到了土壤溶质运移的色谱塔板理论模型,该模型的解析解与常用对流弥散方程的解具有相似的结果.同时,土柱试验表明,色谱模型的模拟结果与试验结果基本一致,仅部分时段模拟结果稍低于试验值,这可能由于色谱塔板模型尚未考虑水动力弥散作用和其中采用一阶近似有关.说明色谱塔板理论可用于土壤溶质运移研究,为认识土壤溶质运移提供了一种新的方法.     

饱和流运移土壤溶质剖面分布研究

利用土柱切割法获得了饱和流运移土柱在不同运移时间的土壤溶质（ＮＨ４＾＋）剖面分布曲线,并提出溶质运移初始穿透时间（Ｔ初）和完全穿透时间（Ｔ末）等概念以描述运移特征。在运移置换液浓度为０．０４ｍｏｌ／Ｌ时,Ｔ初,Ｔ末分别为５、８左右,均比运移置换液浓度为０．０８ｍｏｌ／Ｌ时的Ｔ初（３．５左右）和Ｔ末（６左右）大;而在运移初始穿透时间时,运移置换液浓度为０．０４ｍｏｌ／Ｌ时的土壤平均吸持量为６．３８～     

基于人工神经网络的土壤溶质运移模拟与预测

在土壤质地、土壤容重和含水量一定的情况下．把土壤溶质运移时间和运移距离看作影响土壤溶质运移的主要参数，建立2个输入单元和1个输出单元的三层BP网络．对一维垂直土柱Cd^2 的穿透试验进行了模拟和预测。其预测结果同数值解相比，R^2=0．949，精度基本一致。可见BP网络预测模型反映了溶质穿透过程中，土壤溶质含量与运移时间和距离的动态关系；用BP网络预测土壤溶质含量的时空变化具有可行性，而且不需要建立具体的数学模型；工作量大大减小，不需要测定水动力弥散系数、阻滞系数等，具有很强的实用性。     

不同水氮管理对蔬菜地硝态氮淋洗的影响

 通过3年（1999～2001）的田间定位试验研究了中国北方露地蔬菜种植中不同水氮管理方式对蔬菜地NO3--N淋洗的影响。结果表明，在蔬菜生长期内，通过减少灌溉水量不但能够降低蔬菜地水分渗漏量，而且明显降低蔬菜地NO3--N淋洗量。减少施氮量同样明显降低蔬菜地NO3--N淋洗量。说明在蔬菜生产中将施氮量降低到传统施氮量的20%～40%，土壤含水量保持在蔬菜生长的有效土壤含水量的50%～80%，能够明显降低NO3--N的淋洗风险，且蔬菜产量未受到影响。     

TDR法、中子法、重量法测定土壤含水量的比较研究

对用ＴＤＲ法、中子法和重量法测得的土壤水分含量观测值的比较结果表明,随着土壤深度和测量时间的变化,中子法的平均测定误差为３．７６％,ＴＤＲ法为３．５９％。并且这２种方法的土壤水含量观测值的时空变化和重量法具有相同的趋势。因此,用ＴＤＲ法测定土壤含水量与用中子法是同样可靠的。     

基于相位差的时域反射仪测定土壤含水量的标定和田间验证

为了检验具有我国自主知识产权的基于相位差检测原理的时域反射仪(TDR)测定土壤水分的性能,利用室内土柱试验,获得了该仪器测定土壤含水量的标定曲线,分析了影响因素,并在田间对标定曲线进行了实际验证。结果表明,容重对仪器测定土壤含水量的影响不显著;土壤质地对校正结果有明显影响,供试的砂质土类,壤质黏土类和黏土类分别可以使用一个特定标定公式,R2均大于0.98,估计标准误差均小于0.020cm3/cm3;该仪器用于田间测定含水量的均方根误差小于0.035cm3/cm3。因此,经过室内标定后,将新型时域反射仪用于测定田间土壤含水量是可靠的。     

TDR测定不同湿度土壤含水量的精度比较研究

[目的]探讨TDR测定土壤含水量的原理,找出TDR测量土壤含水量的适合范围.[方法]用波兰TDR/MUX/mpts水分测定仪,对不同湿度土样的体积含水量进行测定,同时用烘干法和环刀法分别测量其质量含水量和容重,然后转化成体积含水量与TDR的测量值进行比较.[结果]对于质量含水量为0～5％之间的干燥土壤和质量含水量为22％以上的湿润土壤,TDR的测量精度较低.与烘干法相比,绝对误差均大于2％,相对误差大于10％.对于质量含水量为5％ ～22％之间的土壤,TDR的测量精度较高.[结论]在湿润或半湿润地区,TDR法测量土壤体积含水量有较高的精度.     

酸雨和有机配体(EDTA)对已污染红壤中稀土元素释放的研究

选用不同污染程度的红壤,采用化学成分模拟自然雨水,加入有机配体(EDTA),并调节pH值(5.6、4.0、3.0),作为萃取剂,研究了酸雨和有机配体(EDTA)对已污染红壤中稀土元素释放的影响。结果表明,相同pH值下,萃取率随着EDTA的浓度升高而升高;EDTA浓度一定时,随着萃取溶液的pH值降低,萃取率降低。在相同条件下,萃取率大小的顺序为Nd>Pr>Ce>La,与EDTA及4种稀土元素的条件络合常数大小顺序相同。     

土壤水分时域反射仪(TDR)自制探头的校正与应用

根据TDR工作原理制作了TDR探头,并对其进行了室内标定,结果表明,介电常数的平方根(Ka)与体积含水量(,θ%)有良好的线性相关(R2=0.995)。并在田间与中子仪测定结果进行了对比,结果表明,平均绝对偏差为0.17%,平均相对偏差为8.58%,说明TDR自制探头可以在黄土高原地区推广应用。     

Forest floor leaching: contributions from mineral, organic, and carbonic acids in new hampshire subalpine forests

Analyses of soil water and groundwater samples from a high-elevation coniferous ecosystem in New England indicate that sulfate anions supply 76 percent of the electrical charge balance in the leaching solution. This result implies that atmospheric inputs of sulfuric acid provide the dominant source of both H(+) for cation replacement and mobile anions for cation transport in subalpine soils of the northeastern region affected by acid precipitation. In soils of relatively unpolluted regions, carbonic and organic acids dominate the leaching processes.     

模拟酸雨对土壤释放铝离子的影响

该研究用不同p H的溶液模拟酸雨淋洗土壤,不同时间同一p H的溶液模拟酸雨交换出铝离子,再用铝离子在醋酸-醋酸钠缓冲介质中与铬天青-S(CAS)及溴化十六烷基三甲基铵(CTMAB)反应生成蓝色三元铬合物在610nm处测其吸光度。结果表明:溶液的p H影响土壤淋洗液中的铝含量,随着酸雨p H的降低,淋出液中铝含量增加;同一p H溶液的淋浴时间越长,淋出液中铝离子浓度增大。酸雨使土壤的溶出铝量增加,从而危害植物的生长。     

不同耕作方法对耕层土壤水分时空分布的影响

本文报导了不同耕作方法对土壤耕层水分时空分布的影响。在实验研究中,采用TDR导线测定仪监测非搅动土壤中水分的变化,并引进土壤干燥系数和雨后水分收入的概念加以讨论。在玉米整个生育期内,通过对9000个数据的分析,发现传统耕法的土壤平均含水量<一年免耕的含水量<长期免耕的含水量,又以春季最为明显。在干燥过程中,根际土壤的含水量<远根区的含水量,在湿润过程中则相反。用传统方法耕作的土壤,干燥系数高于其他耕法,根际土壤的干燥系数高于其他空间位置。各处理耕层土壤的雨后水分收入状况不同,同一耕法不同空间位置的土壤水分收入也存在差异,耕层水分的空间和时间分布状况明显受耕作处理的影响,同时与地表覆盖和作物发育阶段有关。     

秸秆培肥土壤对优先流中养分淋失的影响

为了研究秸秆培肥土壤后对优先流中养分淋失的影响,采用原状土柱模拟养分淋溶的方法,对秸秆培肥后土壤中养分淋失的状况进行了研究。结果表明,土壤经秸秆培肥后,淋溶液中氮、磷和钾的累计含量降低,淋失速度和含量也都有不同程度的降低,但对不同养分降低的效果不同,对阳离子养分的保持效果更好一些,未施秸秆处理的NH4+-N累计含量为秸秆培肥处理的4.54倍;而对硝态氮的保持作用最差,未施秸秆处理的NO3--N累计含量为秸秆培肥处理的2.79倍。说明秸秆培肥土壤对减少养分淋失和降低地下水污染具有一定作用。