A Review of Soil Shrinkage Characteristics

土壤收缩特征是土壤在干燥、湿润交替变化过程中所表现出的土壤容积随含水量改变的关系。本文就土壤容积变化表示方法、土壤收缩特征曲线模型、膨胀土水分运动等方面进行总结和归纳,以便为优先流运动和土壤胀缩运动提供重要的参考价值

EXPERIMENTAL STUDY ON SOIL WATER DISTRIBUTION UNDER RIDGE AND FURROW CULTIVATION

黄土高原丘陵沟壑区 ,千沟万壑 ,人少地多 ,广种薄收 ,土地生产力低下。由于黄土结构垂直发育明显 ,耕层疏松 ,土壤粘粒性差 ,有机质含量低 ,土壤抗冲抗蚀性弱。丘陵沟壑区大多处于半干旱区 ,降雨量较少 ,严重的水土流失和水分不足已成为限制黄土丘陵沟壑区粮食生产的主导因素[1 ,2 ] 。垄沟耕作作为一种水土保持复合耕作法 ,改变地形 ,拦蓄部分径流 ,相对增加土壤蓄水 ,减少土壤流失 ,同时有利于作物通风透光 ,充分发挥边行优势 ,且光能利用率高 ,提高水分利用率 ,达到增产目的[1～ 4] ,已在部分地区推广和应用。国内外开展了垄沟耕作作物产量、水土流失、阴离子运移方面的研究。甘肃定西地区水保站多年来对水土保持耕作法进行了试验研究 ,创造了洋芋双行平播起垄耕作法和豌 (扁 )豆与大秋作物带状平播起垄耕作法 ,达到 2 5 4%的平均增产效果 ,并分析了增产原因[3] ;80年代中期卢宗凡等进行了小麦不同耕作法效益的试验研究 ,垄沟种植的产量高于平播种植的产量 ,小麦个体生长健壮 ,群体适宜 ,年际间的土壤含水量差异显著 ,川地平播与垄沟的含水量差异不明显 ,垄沟种植法优于平播种植法[2 ] ;刘刚才等..

Study on Characteristics of Soil Water and Salt Transport under Drip Irrigation

滴灌条件下的水盐运移特性是寻求开发利用盐碱地和次生盐碱化防治的基础 ,国内外学者对此进行大量研究。在国内外研究成果的基础上 ,综述了滴灌点源入渗影响因素、入渗模型特性、水分分布特征、湿润体浸润形状、湿润锋运移、盐分运移的规律 ,为滴灌点源水盐运移的研究提供依据

Bulk density changing during measuring soil water retention characteristics and its determining method

利用离心机法测定了黄土高原6种典型质地土壤的吸力、容重和重量含水量三者的关系,分析了土壤持水特征测定中的容重变化特征;借用土壤水分特征曲线幂函数模型和土壤收缩特征线性模型获得容重与吸力间幂函数关系,并利用试验资料进行检验;提出了确定土壤持水特征测定中容重变化的三点法,该方法所获得土壤水分特征曲线与实测结果极为吻合,精度较高

土壤持水特征测定中质量含水量、吸力和容重三者间定量关系I.填装土壤

在试验过程中,通常采用一个土样进行连续试验来测定土壤的持水特征。此时,土样的有机质、黏粒矿物类型和阳离子交换量等性质基本保持不变,而土壤的容重在水力学和机械压力共同作用下会发生很大的变化。因此,我们认为实测的土壤持水特征不再是土壤吸力和含水量相对应的一条曲线,而是由土壤质量含水量、吸力和容重三变量共同确定的一个曲面。本文在Brooks-Corey土壤水分特征曲线模型的基础上,提出了两种描述土壤质量含水量、吸力和容重三变量关系的曲面模型,分析了模型的优缺点和适用条件,并采用离心机石蜡控容重法实测了四种质地填装土壤的三变量特征曲面。研究结果表明:土壤持水特征是由土壤质量含水量、吸力和容重三变量共同确定的一个曲面这一假设是合理的;类似于Brooks-Corey模型的两种幂函数经验曲面模型能够合理地描述填装土壤的实测数据,决定系数均大于0.94;模型Ⅰ的拟合效果略好于模型Ⅱ,但模型Ⅱ包含两个物理意义明确的参数,具有一定的优势。这一研究将为校正容重变化对土壤水力学参数的影响提供新的途径

Analysis for Saturated Conductivity of Soil Stone Mixtures by Sub-domain Technique of Finite Element Method

在黄土高原水蚀风蚀交错地区,碎石的存在影响着土壤的水力学特性,因此研究土石混合介质的渗流运动对该地区的植被恢复建设具有重要的指导意义。虽然用有限元法分析地下水渗流的工作很多,但对土石混合介质而言,由于有限元法的解题规模迅速增加,其研究甚少。本模型采用子域法矩形单元,假定土石体中石块含量增加不影响土的孔隙率且石块不透水分析了土石混合介质中的渗流过程。结果表明,影响土石混合介质饱和导水率的主要因素是土石介质的含石率;石块的大小基本不影响混合介质饱和导水率;石块分布方式增加水流路径时,会影响混合介质饱和导水率。这一数值分析结论与土石体渗流问题的部分理论结果和试验结果吻合良好。本模型子域法计算效率高,结果较准确,可用于较大规模的土石混合介质渗流分析,还可推广用于土石混合介质的三维分析和多级子域法有限元技术以获得更大规模的解题效果

Application of Green Ampt Equation During Infiltration in Layered Soil

通过对GreenAmpt 入渗模型特点的进一步分析和总结,概述了目前对GreenAmpt 入渗模式的发展情况,特别在沙层阻水、浑水入渗、间歇入渗和降雨入渗方面的应用进行分析,并对GreenAmpt 公式在这些方面应用中参数确定方法进行了进一步探讨,为在黄土区的应用提供指导

旱区土壤中物质迁移理论与方法

该研究针对旱区农业生产、环境保护和生态环境建设中的实际问题，瞄准国际学术前沿，采用理论分析与实验研究相结合的方法，深入系统地研究了土壤中水分、溶质和热传递理论和相关核心技术。特别在土壤中水－热－溶质迁移理论、模型和参数确定，膜下滴灌与波涌灌技术，盐碱地改良和次生盐碱化防治等方面取得了突破，并提出了一些新的理论、方法和技术。（1）建立了浑水入渗和层状土入渗的改进Green-Ampt入渗模型；获得了一种一维土壤入渗过程解的代数表达式；提出了确定大毛管特征长度的新方法，建立了大毛管特征长度与湿润锋平均吸力的关系，并分析了Green-Ampt与Philip入渗模型的特点及在黄土地区的适用性。（2）提出了确定van Genuchten 和Brooks-Corey 模型参数的水平入渗理论以及室内和田间测定土壤水分运动参数的新方法；建立了土壤溶质迁移的边界层理论，提出了确定土壤溶质迁移参数的边界层方法，获得了土壤溶质迁移的代数模型；分析了土壤水分运动参数与溶质迁移参数间的关系以及通量浓度与体积浓度间的函数关系。（3）提出了盐碱地膜下滴灌的关键技术；分析了覆膜对抑制盐分上移的影响；提出了根据土壤表面含盐量确定地下水临界深度和考虑蒸发影响条件下排水沟深度的新方法；根据覆膜开孔率对土壤蒸发量的影响与土壤水热耦合迁移特征，建立了覆膜条件下的土面蒸发计算公式。（4）提出了一种无需灌后土壤水分资料即可计算灌水质量评价指标的新方法并建立了膜孔入渗模型