非充分供水条件下供水强度对土壤水分入渗的影响研究

基于室内扰动均质土壤水分入渗试验,分析讨论了非充分供水条件下供水强度对土壤水分入渗的影响规律。试验结果表明:在给定土壤结构和含水量条件下,随着供水强度的减小,土壤积水时间、积水时间之差和稳渗率逐渐增大;不同供水强度下的稳渗率以充分供水的稳渗率为渐近线。研究结果对喷灌灌水技术参数的确定及水文学的径流研究有重要意义。     

充分供水条件下多因子点源入渗模型研究

利用室内充分供水单点源入渗试验资料,分析了膜孔灌入渗特性及其影响因素,提出了包括土壤质地,膜孔面积和土壤初始含水量在内的充分供水单点源入渗模型,并提出了模型参数的确定方法。实例计算表明,该膜孔灌入渗模型能有效地体现充分供水点源入渗特性及其规律。     

负压灌溉供水器供水速率与供水高度关系研究

该文提出了一种新型的负压灌溉供水器.以土壤水吸力与土壤含水率的关系为依据进行理论分析,建立负压灌溉供水器供水速率与供水高度关系的数学模型;在过水断面面积足够大的条件下,设置三个不同的供水高度,研究负压灌溉供水器供水速率与供水高度的关系.在灌溉过程中,土壤含水量呈非饱和状态,可抑制土表湿润导致的无效蒸发和深层渗漏导致的无效灌溉;不会破坏土壤结构,从而使灌溉水量得到充分利用,同时还可以收集雨水并用于农业灌溉.     

红壤表土团聚体破碎方式对坡面产流过程的影响

以5种典型红壤为研究对象,分析了团聚体在消散和机械外力两种破碎方式下的稳定性,并对团聚体两种破碎方式下的坡面产流过程及其表土微形态进行了研究。结果表明:雨强为60 mm·h-1时,在消散和雨滴击溅共同作用下,随着团聚体稳定性增加,产流时间从3．7增加到16．2 min,稳定产流强度在0．73-0．93 mm·min-1之间,径流系数(α)与平均重量直径D1,FW和D1,WS(FW为快速润湿;WS为预湿后震荡)的多元回归式为αfallow=141．8-32．2D1,WS-9．8D1,FW (R2=0．91)．消除雨滴动能后,产流时间在3．9到40．2 min之间,稳定产流强度减少6％～81％,径流系数(α)与D1,FW符合αnet=188．06D1,FW-2.304的幂函数关系(R2=0．96)．入渗过程可以用Horton模型来描述,裸土条件下的稳定入渗率fc和系数k可分别用D1,WS的指数和对数函数描述,消除雨滴动能后则可用D1,FW分别进行描述．研究结果有助于深入理解降雨过程中土壤团聚体破碎方式对降雨入渗过程和坡面产流特征的影响,为进一步的坡面水文过程模拟和流域分布式水文模型开发提供必要的土壤参数．     

Na+含量对土壤入渗能力影响的试验研究

通过室内不同钠离子质量分数的土柱的积水入渗试验,分析讨论了土壤中钠离子质量分数对土壤入渗能力和Philip入渗模型参数的影响.研究结果表明:土壤中钠离子质量分数对土壤入渗能力的影响明显,钠离子质量分数由低到高,相同时刻的入渗率减小;土壤中钠离子质量分数影响Philip入渗模型的两个参数,与吸渗率和稳渗率间呈良好的负相关关系.研究结果可为开发利用盐碱荒地和改良盐碱地提供科学依据.     

矿物肥料对露天矿排土场土壤水分入渗的影响

为了加快矿山废弃地上地复垦进程,采用野外取土样和室内分析相结合的方法,研究了矿物肥料对露天矿排土场土壤水分入渗的影响.结果表明,对照地、草炭、沸石和粉煤灰达到稳渗时间分别为60 min、100 min、90 min和70min;初渗率、平均入渗率和稳定入渗率表现为草炭>沸石>粉煤灰>对照:粉粒含量与初渗率呈显著正相关,初渗率、平均入渗率、稳定入渗率与容重呈负幂函数关系,与总孔隙度呈正幂函数关系,与非毛管孔隙度呈正幂函数关系,而与毛管孔隙度无关系.该研究可为加快排土场等矿山废弃地的生态恢复与重建提供理论依据.     

非饱和土壤有压入渗经验模型研究

基于非饱和土壤有压入渗试验,分析讨论了非饱和土壤水分有压积水入渗率随时间的变化特性,在考斯加科夫(Kostiakov)公式的基础上,建立了非饱和土壤有压入渗的三阶段经验模型.经验模型更好地反映了非饱和土壤有压入渗的过程,由其计算的累积入渗量值与实测值间的误差小于5%,与考斯加科夫三参数模型相比,和实测结果具有更好的吻合性.     

由膜孔畦灌水流推进及水深资料推求点源入渗参数

根据膜孔畦灌大田灌水试验实测资料,研究了膜上水流推进规律,并对膜孔入渗采用Ｋｏｓｔｉａｋｏｖ入渗模型,提出利用膜孔畦灌田面水流推进和观测断面水深资料推求充分供水条件下点源入渗参数的新方法。实例计算表明,该法简单易行,并可消除土壤空间变异性对入渗参数的影响。该研究成果为膜孔灌理论与技术研究奠定了基础。     

重力式地下孔灌土壤水分运动规律试验研究

设计了一种重力式地下孔灌系统,具有集雨和灌溉双重功能.通过室内土箱试验,研究了不同压力水头、竖管孔径和埋深条件下土壤水分运动规律.结果表明:Philip入渗模型能够较好地描述重力式地下孔灌土壤入渗过程,决定系数大于0.99;累积入渗量随压力水头和竖管孔径的增大而增大,竖管埋深对其影响微弱;幂函数能够较好地描述湿润锋运移过程,湿润锋运移距离呈现出垂直向下大于水平方向、水平方向大于垂直向上的规律;三个方向上的湿润锋运移距离与压力水头和竖管孔径呈正相关,竖管埋深对其影响较小.重力式地下孔灌土壤入渗主要受压力水头、竖管孔径等因素的影响.     

土壤含水量对土壤入渗能力的影响

基于大田多种不同土壤含水量条件下的土壤水分入渗试验，分析讨论了土壤含水量对大田土壤水分入渗能力、入渗率和Kostiakov(两参数)模型(h=Kt^α)的两个入渗参数的影响。试验结果表明：土壤含水量对大田土壤入渗能力的影响十分明显；土壤累积入渗量随土壤含水量的增加而减小；两个入渗参数随土壤含水量变化趋势明显，较好符合对数关系。研究结果对于大田灌溉、地面灌溉合理灌水技术参数的确定及水资源合理利用具有重要价值。     

供水管网模型水质不确定性研究

供水管网模型是保障供水管网水质安全的重要手段,受输入参数不确定影响水质模型计算的水质值是不确定的;为研究节点基本用水量、水损系数、主体水反应系数和管壁反应系数对供水管网水质特性的影响,提出了在假定他们的随机变化服从正态分布的条件下,采用蒙特卡罗随机抽样法,应用动态的水质模型计算得到节点水质的分布特征,给出了算法在管网中的应用;结果表明：当所有不确定输入参数共同作用时,节点水质的不确定性最大,水质反应系数是对节点水质不确定性影响程度最大的参数.     

浑水入渗的基本特性研究

依据大田土壤清、浑水积水入渗对比试验资料,揭示了浑水入渗的一些基本特性。对试验结果进行分析后表明:在相同入渗条件下,浑水入渗主要受泥沙含量的影响,由于入渗浑水中的泥沙入渗时在地表形成一个沉积层,因而对入渗起到阻碍作用,使得浑水累积入渗量和稳定入渗率都随浑水泥沙含量增大而减小;浑水入渗也符合Kostiakov-Lewis入渗模型,入渗指数随浑水泥沙含量的增大而增大,入渗系数和相对稳定入渗率随浑水泥沙含量的增大而减小。研究结果对于指导浑水灌溉可提供参考。     

基于水库调蓄的流域可供水量优化模型研究与应用

对上游有调蓄水库的流域提出了一个计算流域可供水量的优化模型,该模型以用水保证程度最高为优化目标,约束条件包括水量平衡,水库上下限约束,航运和发电约束,模型采用动态规划法求解.应用该模型计算了广东省西枝江流域长系列的可供水量,结果表明,优化模型和模拟模型相比,在来水较枯且用水不能保证的年份,可使流域在枯水期的供水得到均匀破坏,可保证重要用水部门的供水需要.     

城市供水系统优化调度模型

城市供水系统优化调度是在以满足用户的条件下使得整个供水系统运行达到效益最佳为目的。通过对系统运行过程中各个环节的收益费用进行分析,建立一定约束条件下的优化调度数学模型,然后采用相应的算法进行求解从而得出理论上的满意结果。该模型在现有生产条件和生产习惯的前提下,可大幅度降低整个供水行业的生产费用,具有显著的社会和经济效益。     

基于畦灌水流推进过程推求田面平均糙率的简化解析模型

基于水量平衡模型，通过引入畦灌下渗水形状系数、地表储水形状系数，并分析了两系数的变化规律，发现下渗水形状系数受地表水推进过程中的推进距离和时间的幂指数影响很小，可用一个稳定值计算，由此建立了基于水量平衡法的畦灌时反推田面糙率简化模型．结合大田试验和相关资料对模型进行检验，表明该模型具有严谨的物理基础，计算求解方便，精度较高的优点，可用于畦灌时田面糙率的确定．     

小城镇给水系统模式及水源的几点看法

中国小城镇给水建设存在大量问题,以水源短缺和建设模式无序为甚.在明确小城镇常规水源选择方法的基础上,建议小城镇积极开发特色水资源和非传统水资源作为给水水源或第二水源,分地区提出岩溶水开发、雨水集蓄和污水回用.同时对小城镇给水系统类别进行划分,探讨了区域给水系统和独立给水系统各自的特点、适用范围以及需注意的问题.提倡小城镇因地制宜地进行给水水源和给水系统模式的选择与组合,优先考虑区域供水,并以经济发展水平为主要因素对3类小城镇提出区域供水发展策略.为建设合理、经济、高效、稳定的小城镇给水系统提供支持.     

北京奥林匹克森林公园典型下垫面入渗特性

为了研究人工生态系统不同下垫面的土壤水分入渗特性,利用双环入渗仪对北京奥林匹克森林公园3种典型下垫面的土壤水分入渗过程进行原位测定,采用多个入渗模型对入渗特征曲线进行拟合,并对入渗影响因素进行析因分析。结果表明:原状林地的初始入渗率和稳定入渗率最大、入渗率衰减最快、累积入渗量也最大,人工草皮次之,而人工林地最小。由于受土壤各向异性和大孔隙流的影响,入渗模型都偏于低估入渗率,但对稳定入渗率的预测具有较好的一致性。不同下垫面的土壤水分入渗过程的差异极为显著。灌溉管理是影响初始入渗率和入渗衰减率的主要因素;土壤熟化程度是影响初期入渗能力和稳定入渗率的主要因素;而植被类型对入渗过程的影响不显著。     

Validation of three infiltration models on purple soil under simulated rainfall

So as to find models suitable for the prediction of water infiltration in purple soil, infiltration rates simulated by three popular empirical infiltration models, Horton model, Kostiakov model, and the modified Kostiakov model, were compared by using those observed results on slope in purple soil under rainfall simulation. 28 sets of infiltration data were divided into two parts for parameter estimation and validation independently. The performance of the three infiltration models was evaluated with the Nash and Sutcliffe efficiency criterion. The results show that the percent for Nash and Sutcliffe efficiency greater than 0.7 is about 69.7% for the Horton model, and 48.48%, and 54.55% for the Kostiakov model and the modified Kostiakov model, respectively. Horton model is better than Kostiakov model and the modified Kostiakov model in most rain events in the field. However, Kostiakov model is still suitable for reasonable prediction of the infiltration in purple soil sloping farmland because fewer parameters are needed. Furthermore, rainfall intensity has significant effects on the parameter values used in the simulation models. The simulation results can be improved by choosing suitable parameters according to the rainfall intensity.