發(fā)布時間：2023-11-03 18:54

　　巴丹吉林沙漠的地下水來源長期以來存在很大爭議,其中兩個焦點問題就是地下水補給量和地下水排泄量,都與包氣帶水分密切相關(guān)。因此,對巴丹吉林沙漠包氣帶水分觀測和模擬研究對于查明該區(qū)域地下水來源和水資源環(huán)境保護(hù)都具有重要意義。本文以歷史文獻(xiàn)數(shù)據(jù)、野外原位觀測數(shù)據(jù)、室內(nèi)實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),從不同角度對巴丹吉林沙漠的降水入滲補給和潛水蒸發(fā)開展模擬分析。收集了包氣帶不同深度水分觀測資料和水力參數(shù)測試成果,采用前人提出的水分特征曲線參數(shù)的耦合隨機(jī)模型,對巴丹吉林沙漠風(fēng)積砂的變異特征進(jìn)行了Monte Carlo模擬,并在此基礎(chǔ)上重建土水勢的垂向分布,發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定下滲帶的水力梯度接近于1,基本滿足重力作用控制的自由下滲條件。然后基于Richards方程對不同下滲強(qiáng)度條件的包氣帶含水率分布進(jìn)行了Monte Carlo模擬,通過與觀測統(tǒng)計特征對比得到下滲強(qiáng)度的合理取值范圍。結(jié)果表明,包氣帶水下滲強(qiáng)度最有可能取值范圍是15-34 mm/yr。對巴丹吉林沙漠包氣帶0³ m深度包氣帶水分和溫度的多年監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,淺表包氣帶溫度和含水率的振幅隨深度增加呈現(xiàn)明顯減小趨勢。對于埋藏超過3 m...

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 包氣帶水原位觀測與室內(nèi)試驗方法
        1.2.2 包氣帶水運動理論與數(shù)值模擬技術(shù)
        1.2.3 潛水蒸發(fā)
        1.2.4 巴丹吉林沙漠包氣帶水以往研究及存在的問題
        1.2.5 存在的問題
    1.3 研究內(nèi)容、技術(shù)路線與創(chuàng)新點
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
        1.3.3 創(chuàng)新點
第2章 研究區(qū)概況及觀測方法
    2.1 自然地理特征
    2.2 區(qū)域水文地質(zhì)條件
    2.3 沙丘形態(tài)對包氣帶厚度的控制作用
    2.4 原位觀測試驗方案
    2.5 室內(nèi)實驗方案
第3章 觀測試驗結(jié)果與數(shù)據(jù)集成
    3.1 蘇木吉林監(jiān)測站氣象特征和包氣帶水動態(tài)特征
        3.1.1 氣象要素的變化特征
        3.1.2 毛細(xì)水吸力的變化特征
        3.1.3 含水率的變化特征
    3.2 包氣帶特征參數(shù)
        3.2.1 砂土基本參數(shù)
        3.2.2 飽和滲透系數(shù)
        3.2.3 土壤水分特征曲線
    3.3 砂桶蒸發(fā)試驗結(jié)果及其初步分析
    3.4 數(shù)據(jù)集成
        3.4.1 前人研究數(shù)據(jù)匯總
        3.4.2 數(shù)據(jù)集的分類評價
    3.5 小結(jié)討論
第4章 穩(wěn)定下滲帶水分的Monte-Carlo模擬
    4.1 穩(wěn)定下滲帶含水率的統(tǒng)計規(guī)律
    4.2 特征參數(shù)隨機(jī)性與Monte-Carlo模擬方法
        4.2.1 特征參數(shù)的統(tǒng)計規(guī)律
        4.2.2 Monte-Carlo模擬方法
        4.2.3 含水率的隨機(jī)模擬結(jié)果
    4.3 下滲強(qiáng)度的Monte-Carlo模擬評估
        4.3.1 土水勢剖面特征
        4.3.2 下滲強(qiáng)度的可能范圍
        4.3.3 敏感性分析
    4.4 小結(jié)討論
第5章 包氣帶水分動態(tài)隨深度的變化
    5.1 問題概述
    5.2 數(shù)據(jù)處理
    5.3 溫度波動的時空變化趨勢
    5.4 淺部水分動態(tài)隨深度的變化
        5.4.1 含水率和毛細(xì)水吸力均值與振幅的變化特征
        5.4.2 成因的初步解釋
    5.5 計算深部包氣帶的土壤水分動態(tài)
        5.5.1 現(xiàn)有理論研究
        5.5.2 模型設(shè)計
        5.5.3 包氣帶水下滲通量的再評估
    5.6 小結(jié)討論
第6章 包氣帶潛水蒸發(fā)過程的模擬
    6.1 潛水蒸發(fā)模型設(shè)計
        6.1.1 概念模型和模擬工具
        6.1.2 氣候情景
        6.1.3 砂土參數(shù)
        6.1.4 地下水埋深和植被根系情景
    6.2 模擬結(jié)果分析
        6.2.1 潛水蒸發(fā)強(qiáng)度的季節(jié)性變化特征
        6.2.2 多年平均潛水蒸發(fā)量與地下水埋深的關(guān)系
        6.2.3 經(jīng)驗公式和極限埋深
    6.3 成果應(yīng)用
        6.3.1 對砂桶蒸發(fā)試驗的解釋
        6.3.2 湖泊集中區(qū)水分蒸發(fā)損失的再次評估
    6.4 小結(jié)討論
第7章 結(jié)論和建議
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介
附錄 :巴丹吉林沙漠包氣帶樣本數(shù)據(jù)來源統(tǒng)計表



本文編號：3859703