本文以黃土區(qū)長武試驗站野外入滲觀測試驗為基礎(chǔ)，分析了土地利用方式對土壤大孔隙特征的響應(yīng)，同時基于室內(nèi)大孔隙土柱入滲試驗，研究了土壤初始含水率、質(zhì)地、大孔隙扭曲性及連通性對水分運移的影響，并建立大孔隙流的優(yōu)先遷移模型，結(jié)合Hydrus-2D/3D軟件模擬土壤水分入滲過程，取得以下研究結(jié)果：1)黃土區(qū)土地利用方式會影響到土壤入滲能力，通過幾十年累積，可明顯表現(xiàn)出飽和入滲能力上農(nóng)地遠(yuǎn)低于林草地。引起土壤入滲能力差異的主要原因是人類耕作活動和植物根孔引起土壤大孔隙及大孔隙連通性的差異。如單位面積有效大孔隙數(shù)目及大孔隙度由大到小順序為：刺槐林地≈草地>小麥地>蘋果園地。有效大孔隙占土壤體積比例雖小，但對水分運移起著至關(guān)重要的作用。2)同質(zhì)地土壤在土壤初始含水率大于其斥水性的峰值含水率時，濕潤鋒運移深度隨著土壤初始含水率的增大而增大，反之濕潤鋒運移深度隨著初始含水率的增加而減少；不同質(zhì)地濕潤鋒運移速度隨土壤粘粒含量的升高而減慢；累積入滲量受到土壤儲水性及斥水性的雙重影響，導(dǎo)致與濕潤鋒的運移趨勢并不一致；Kostiakov入滲模型能很好地擬合累積入滲量隨時間的變化過程，適用于存在大孔隙流... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心)陜西省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
目錄
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 研究進(jìn)展
        1.2.1 大孔隙的分類
        1.2.2 大孔隙流的影響因素
        1.2.3 大孔隙流的量化方法
    1.3 存在問題及發(fā)展趨勢
第二章 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
    2.1 研究內(nèi)容
    2.2 預(yù)期目標(biāo)
    2.3 技術(shù)路線
第三章 黃土區(qū)土地利用方式對大孔隙特征的影響
    3.1 研究區(qū)概況
    3.2 研究方法
        3.2.1 樣地情況
        3.2.2 土壤入滲試驗
        3.2.3 土壤水分特征曲線測定
        3.2.4 數(shù)據(jù)處理
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 不同土地利用方式下土壤導(dǎo)水性能
        3.3.2 不同土地利用方式下土壤大孔隙數(shù)量及對飽和導(dǎo)水率的貢獻(xiàn)
        3.3.3 不同土地利用方式下土壤大孔隙的連通性
    3.4 討論
    3.5 本章小結(jié)
第四章 土壤質(zhì)地和初始含水率對大孔隙流的影響
    4.1 材料與方法
        4.1.1 供試土壤
        4.1.2 試驗裝置
        4.1.3 試驗方案
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 土壤質(zhì)地和初始含水率對濕潤鋒形態(tài)的影響
        4.2.2 土壤質(zhì)地和初始含水率對濕潤鋒運移最大深度的影響
        4.2.3 土壤質(zhì)地和初始含水率對累積入滲量的影響
    4.3 討論
    4.4 本章小結(jié)
第五章 大孔隙扭曲性對土壤水分運移的影響
    5.1 材料與方法
        5.1.1 供試土壤
        5.1.2 試驗裝置
        5.1.3 試驗方案
    5.2 結(jié)果與分析
        5.2.1 大孔隙扭曲性對濕潤鋒運移形態(tài)的影響
        5.2.2 大孔隙扭曲性對濕潤鋒最大入滲深度的影響
        5.2.3 大孔隙扭曲性對累積入滲量的影響
        5.2.4 大孔隙扭曲性與穿透時間的關(guān)系
    5.3 本章小結(jié)
第六章 大孔隙連通性對土壤水分運移的影響
    6.1 材料與方法
        6.1.1 供試土壤
        6.1.2 試驗裝置
        6.1.3 試驗方案
    6.2 結(jié)果與分析
        6.2.1 大孔隙連通性對濕潤鋒形態(tài)的影響
        6.2.2 大孔隙連通性對水分穿透時間的影響
        6.2.3 大孔隙連通性對累積入滲量和穩(wěn)定入滲量的影響
        6.2.4 大孔隙連通性對累積出流量和出流速率的影響
    6.3 本章小結(jié)
第七章 基于 Hydrus-2D/3D 軟件的土壤大孔隙流模擬
    7.1 土壤大孔隙流水分運動數(shù)學(xué)模型
        7.1.1 土壤水分運動基本模型
        7.1.2 土壤水分運動模型簡化
    7.2 土壤大孔隙流運移的定解條件
        7.2.1 初始條件
        7.2.2 邊界條件
    7.3 土壤大孔隙流運移的數(shù)值求解方法
    7.4 土壤大孔隙流運移過程數(shù)值模擬
        7.4.1 基本參數(shù)確定
        7.4.2 模型的適用性評價
        7.4.3 模擬過程及結(jié)果分析
    7.5 本章小結(jié)
    附圖
第八章 結(jié)論及有待深入解決的問題
    8.1 主要結(jié)論
    8.2 有待深入解決的問題
參考文獻(xiàn)
作者簡介



本文編號：3428712