土壤水下渗解析解与数值解的比较研究

针对饱和—非饱和条件下土壤水的垂向下渗,分别用半经验计算公式和全物理基础的HYDRUS模型模拟了不同降雨情景下的土壤水渗漏量,对两种方法的计算结果进行了比较。结果表明,两种方法均能反映出土壤水渗漏率与降雨强度的相关性,降雨强度和降雨总量的增加引起土壤水渗漏总量的增加。在较小雨强条件下,公式计算土壤水渗漏总量稍大于HYDRUS模型计算,雨强较大时则相反。两种方法的计算结果在渗漏率峰值的出现时间和土层底部初始出流时间上存在差异。当土层厚度减小时,半经验解析式的计算精度有所提高,在使用该解析式时,建议对土壤层分层计算,可以提高计算精度。     

壤中流形成机理的数学描述

壤中流作为径流基本成分之一已为许多国内外学者所证明，但由于其形成空间—包气带土层的物理性质及其构造的复杂性，以及土壤水运动方程解析法的多维局限性，很难用土壤水运动方程准确地加以描述，本文对包气带土层概化后用饱和下渗理论和非饱和下诊理论分析了等强度ｉ降雨的垂直入渗过程及壤中流的形成过程，继而总结出壤中流的形成机制及其产生的必要条件。     

住宅区规划中雨水资源的利用

本文探讨了居住区规划中雨水资源的有效利用．并提出在居住区域内将雨水尽量多的保留和利用起来的理念．提出的具体实施办法是在居住区这一尺度上的．并且结合景观、环境设计将雨水进入自然循环从而改善生活环境和减少水土流失．     

冬季休闲期间土壤剖面硝态氮的移动

本文介绍了1984～1986年,在南斯拉夫甜菜主产区——伏伊伏丁那自治省进行的田间试验,结果表明,冬季休闲期间,碳酸盐黑钙土中无硝化与反硝化作用。土壤中残留的和秋季施入的硝态氮,随冬季降水下渗深度平均达160 cm,绝大部分积累在30～120 cm土层,并以60～90 cm最高。每毫米降水使硝态氮下渗0.53～0.82 cm。应用抛物线法计算定积分值公式,求得硝态氮下渗强度变化在2.28 ppm cm·mm~(-1)～8.21 ppm cm·mm~(-1)。     

盐土改良中砂柱的作用机理研究

采用室内土柱模拟试验结合田间试验的方法对砂柱在盐土改良中的作用机理及应用效果进行了初步研究。结果表明：在土柱模拟试验中,设置砂柱的土柱3次淋水水分平均下渗速率达到0.132 mm/min,是未设置砂柱的1.73倍;含盐量由3.78%降低至0.51%,淋盐效率是未设置砂柱的1.45倍;其淋水后pH值较未设置砂柱的降低了0.12,田间试验区淋水后表现出和土柱试验相似的规律。同时,随着砂柱密度的增加,土壤脱盐率、脱盐均匀度提高,抑制pH值升高效果增加,砂柱间距0.67 m的田间试验区土壤脱盐率达到83.9%,垂直方向均匀度差值为3.9%,而未设置砂柱的脱盐率仅为53.2%,均匀度差值达到33.1%,前者pH值相对后者降低了0.59。在一定范围内,盐土含盐量、pH值及水分下渗速率显著线性相关,随着淋水速率加快、pH值升高,盐土含盐量降低。综合考虑各方面效果砂柱处理以间距0.67 m为最佳。     

降雨空间概率模型及产流计算

降雨空间分布的不均匀性,必然对由降雨为源头的水量计算产生影响。引入随机变量的概率分布模型,由此结合水文中产流模型,引进相应地计算方法,以减少传统概念性模型计算产生的误差。     

小叶锦鸡儿灌丛对土壤水分下渗及优势流的影响

基于非积水条件下的染色示踪试验,对比分析了小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)灌丛及其斑块间草地的土壤水分下渗差异。灌丛下最大下渗深度(14.67±2.08)~(37.00±2.82)cm比草地(10.00±1.00)~(32.00±1.41)cm更深,但二者间的平均入渗深度差别不大,表明当相同水量分别进入灌丛和草地土壤中时,其总的渲染范围差别不大,不同的是水分向下运移的路径。对灌丛进行地表刈割处理之后,灌丛与草地间的水分下渗差异仍然存在,这是由于灌丛通过根系网络及改变土壤渗透特性等作用促进了水分的下渗。自然组灌丛的最大下渗深度(14.67±2.08)~(19.67±3.06)cm高于刈割组灌丛(12.00±1.73)~(17.00±3.00)cm,说明保留灌丛地表部分有利于增加土壤水分最深入渗深度,这是由于地表灌丛对降雨的再分配作用改变了降雨达到地表时的空间分配。灌丛的优势流比大于草地的,该比值随着降雨量的增加而减小,表明水分在灌丛下入渗的比草地下更深,同时在自然降雨条件下水分在土壤中的运移以均匀下渗为主,优势流下渗为辅,这与在积水条件下进行的染色示踪试验结论有所差异。     

岔巴沟流域汛期径流模拟及地表产流特征分析

气候变化是影响流域水文循环过程的重要驱动因素,近年来,气候变化导致极端降雨—径流事件的频繁发生对人类社会经济发展构成了严重的威胁。因此,迫切需要开展流域水文模拟和产流特征分析。土壤和水评估工具(SWAT)是一种具有物理机制的分布式水文模型,已被广泛用于评价变化环境下的水文过程。以黄土高原岔巴沟流域为研究区,通过利用与黄土高原地区产流模式更为接近的Green-Ampt下渗法驱动SWAT模型模拟了岔巴沟流域日尺度的水文过程,并以水文响应单元为分析对象,结合4个降雨—径流事件的地表产流量和地表径流系数分析了降雨强度和前期土壤含水量对不同土地覆被产流特征的影响。结果表明：(1)基于Green-Ampt下渗法驱动的SWAT模型率定期和验证期E_NS为0.76,0.74,R²为0.78,0.75,模型能够较好地模拟日尺度流域水文过程;(2)流域不同土地覆被下地表径流系数随最大雨强的增加呈显著上升趋势,且最大降雨强度大于16 mm/h后地表径流系数显著增加,当土地覆被为耕地时降雨转化为地表径流的比例最大,其次为草地和林地;(3)前期土壤含水量的大小可以揭示大...     

融雪期融雪水下渗分析及下渗率模拟研究

融雪期土壤下渗对于融雪产流有重要意义.土壤下渗率的模拟可以为融雪径流模拟提供必要的参数,能够更精确地对融雪期洪水进行预报.在研究过程中,通过融雪期对土壤湿度、温度的观测及设置的下渗实验获取的数据,利用Excel、SPSS等统计软件对数据进行综合处理,并对结果进行制图、制表.结果表明：土壤湿度和土壤温度对融雪水下渗有显著影响;冻土中冰的存在对下渗的阻碍作用很强,冰融化后可以增强融雪水的下渗;在融雪期,实验得到的下渗率模型的模拟精度高,其形式上与Kostiakov下渗公式吻合.