凍土在我國(guó)和世界的其它地區(qū)都有著廣泛的分布。但一方面,在沿海和內(nèi)陸如我國(guó)華北和西北等廣大季節(jié)性凍土區(qū)長(zhǎng)期以來(lái)受到土壤鹽堿化的危害,嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn),危害我國(guó)的糧食安全；另一方面,隨著全球氣候變暖引起永凍土活化和寒區(qū)人類活動(dòng)的劇增,凍土區(qū)所面臨的環(huán)境污染問(wèn)題日益凸顯。因此,研究?jī)鐾林械乃�、熱量與溶質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,對(duì)于指導(dǎo)人們對(duì)凍土區(qū)進(jìn)行合理的開(kāi)發(fā)和利用、維護(hù)與修復(fù)凍土區(qū)的生態(tài)環(huán)境等許多方面都具有重要意義。為此,本研究在已有研究成果的基礎(chǔ)上,探討了田間尺度下土壤凍結(jié)過(guò)程中的水分與溶質(zhì)的狀態(tài)變化以及遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理,并采用田間試驗(yàn)觀測(cè)和數(shù)學(xué)模型模擬等手段相結(jié)合的方法分析了單向凍結(jié)土壤中的水分、熱量與溶質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。研究表明,凍土中的水分總是處于熱力學(xué)非平衡的狀態(tài),但是已凍土內(nèi)極低的水分遷移速率使其冰-水界面相較凍結(jié)鋒面處更接近于熱力學(xué)平衡態(tài)；凍結(jié)鋒面則有如移動(dòng)的蒸發(fā)界面,其較低的水勢(shì)會(huì)促使未凍土中的水分向其補(bǔ)給,甚至引起潛水蒸發(fā)；但土壤中的水分遷移在剖面上并不是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程,其中的絕大部分補(bǔ)給水分都在凍結(jié)鋒面附近發(fā)生了凍結(jié),而不會(huì)進(jìn)入已凍土內(nèi)。凍土中的溶質(zhì)具有多種存在狀態(tài),可以分...

【文章頁(yè)數(shù)】：174 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１第一凍脹理論的原理示意圖［】〗８］??

驗(yàn)結(jié)果及其所提出的開(kāi)放系統(tǒng)條件下的土壤凍脹原理［３９］，［〗Ｇ８］。該理論認(rèn)為，凍??土中的冰并不會(huì)被包含在土壤孔隙中，而是會(huì)以層狀冰透鏡體的形式獨(dú)立于土??壤孔隙之外如圖１－１所示，透鏡體之間的土層則實(shí)際上處于未凍結(jié)狀??態(tài)或過(guò)冷狀態(tài)。那么在凍結(jié)鋒面附近，下層未凍結(jié)土壤中的水分....

圖１－２第二凍脹理論的原理示意圖［１°＾］??但是值得注意的是，凍結(jié)緣的存在到目前為止仍然只是一個(gè)理論假設(shè)

的孔隙水也會(huì)處于凍結(jié)狀態(tài)［４２］，［ｉｉ９］，［ｉ２ｅ］。由于最新形成的透鏡體往往落后于凍結(jié)??鋒面一段距離，第二凍脹理論便將該透鏡體與凍結(jié)鋒面之間的土層稱為凍結(jié)??緣，如圖１－２。Ｍｉｌｌｅｒ認(rèn)為，一旦凍結(jié)緣中某處冰壓和水壓所組成的中和應(yīng)力達(dá)??到土壤荷載，使得土壤骨架的有效應(yīng)....

圖１－３過(guò)冷凍脹模型的原理示意圖［ｎ８］??那么一旦縱向透鏡體某處的中和應(yīng)力達(dá)到土壤荷載，土壤顆粒發(fā)生分離，??

成致密的土壤表面［１１５］，［１３７］，大大增加了凍結(jié)作用進(jìn)入土壤孔隙的難度，使得土??壤處于過(guò)冷狀態(tài)［１１６］。與此同時(shí)，土壤骨架結(jié)構(gòu)的變化也容易導(dǎo)致裂隙的形成??透鏡體便會(huì)沿著這些裂隙擴(kuò)展而侵入下伏土壤中【１３９］＿［１４＂］，如圖１－３。???低溫端???冰透鏡體????ｍ....

圖2-1試驗(yàn)場(chǎng)在內(nèi)蒙古河套灌區(qū)中的位置

．．內(nèi)蒙古河套灌區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西部，如圖２－１所示，灌區(qū)地處黃河北??岸的沖擊、洪積平原，地理坐標(biāo)為４０°?１９＇?－４１°?１８＇?Ｎ，?１０６°?２０＇?－１０９°??１９＇?Ｅ。灌區(qū)涉及巴彥掉爾盟的烏拉特前旗、五原縣、臨河市、杭錦后旗和磴??口等５個(gè)市、縣、旗。灌區(qū)北抵....

本文編號(hào)：4024745