發(fā)布時間：2020-08-21 04:20

【摘要】：由于人口增長,各方面用水需求也增加,但供水卻越來越困難。所以必須在灌溉農(nóng)業(yè)中使用新的技術(shù),在保持水資源量的情況下用更少的水生產(chǎn)更多的糧食。黃土洞腔技術(shù)可以幫助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者更好地控制雨水的應(yīng)用,從而有助于應(yīng)對這一供需水不均衡帶來的挑戰(zhàn)。黃土洞腔技術(shù)可以增加對降雨入滲的存蓄,從而解決我國西北黃土區(qū)農(nóng)業(yè)水資源短缺的問題。本研究的目的是改善目前人們對黃土中地下土壤水分儲量和水分入滲率的認(rèn)識。為達(dá)到這一目的,在有或沒有采用腔體技術(shù)方法的情況下,分別在填充有粉質(zhì)粘壤土性質(zhì)黃土的兩個土柱上進行了兩組實驗,即滴水入滲和積水入滲實驗。同時,對于具有黃土洞腔的土柱實驗,使用HYDRUS-2D/3D 2.X軟件進行了實驗?zāi)M,實驗和模擬獲得了以下主要的成果:滴水入滲實驗表明:(1)水分到達(dá)黃土洞腔的空腔層之前,同時間里,洞腔黃土中,垂直方向上土壤水分的濕潤鋒位置分別為:35,36,39,41,45,46,49,50,54,55,58,59,63,64,68cm(洞腔黃土),對應(yīng)的無洞腔黃土為:37,38,42,44,47,48,52,53,56,58,62,63,66,67,70和71cm。而與之相反的是,在45度方向上,洞腔黃土土柱的潤濕鋒運動速度則要高一些;(2)洞腔土柱入滲率為3.25-0.39 cm.h~(-1),隨高度降低而降低,而無洞腔土柱的入滲率變化是3.25-0.318 cm.h~(-1),比之洞腔土柱略有降低。(3)洞腔土柱在14和30 cm處的含水量高于無洞腔土柱對應(yīng)位置上的土壤含水量;(4)14,30,46和62 cm處水分含量的RMSE值分別為8.186,8.696,6.19和2.7 cm~3.cm~(-3),而EF值分別為-1.69,-0.21,0.41和-0.06。潤濕鋒處的RMSE和EF分別為3.42cm和0.95,而在Hydrus2D/3D軟件的模擬中,實測數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)顯示出更好的一致性。表明該模型在模擬黃土洞腔土柱水分運動遷移模式方面效果良好。滲透率的RMSE和EF值則分別為0.18cm.h~(-1)和0.94。積水入滲實驗表明:(1)當(dāng)滲透發(fā)生時,與無洞腔土柱(速率為0.408-0.241 cm min)相比,黃土洞腔(速率為0.358-0.208 cm.min~(-1))的存在顯著降低了水分的入滲速率;(2)同樣地,洞腔土柱的總累積滲透距離和潤濕鋒(66和69cm)終止位置分別比無洞腔土柱(76和78cm)低。因此,洞腔的存在使得黃土洞腔層和周圍的土壤水分得到有效提高,深層滲漏的水分明顯減少;(3)Hydrus 2D/3D模型能夠預(yù)測洞腔黃土水分入滲遷移過程,而模擬的水分含量,濕潤鋒位置,累積滲透率和入滲速率的均方根誤差分別為0.22-3.63 cm~3.cm~(-3),1.6至3.63cm,3.44cm和0.026cm.min~(-1)�？傮w而言,本研究的結(jié)果表明,黃土洞腔可以有效地增加淺層土壤中的水分存蓄量。此外,HYDRUS-2D/3D模型能夠模擬和預(yù)測不同情景下的黃土土壤水分運動,雖然它對滴水入滲條件下的水分分布范圍略有低估。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S152.7

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本文編號：2798917