土壤水传导特性差分方案设计及试验研究

从经典土壤水分扩散方程出发，在两个模式层之间的内边界上，设计出适合于计算土壤水传导的一套新的传导扩散系数差分方案，并通过控制渗透试验检验取得很好的效果。     

天然盐碱化湿地土壤水分扩散率的分析

运用水平土柱入渗法模拟研究了盐碱化湿地土壤的水分扩散过程以及水分扩散率和土壤含水量之间的关系,结果表明：盐碱化可降低土壤的水分渗透性能,湿地10～20 cm内土层水分渗透速度较其它两层小得多,下部土壤层次的水分扩散率高于上部土壤层,湿地土壤水扩散率随土壤含水量的增加呈指数增长变化的趋势,且表层土壤的增长曲线相对较陡.     

有机农药从土壤中挥发的影响因素

讨论了有机农药从土壤中扩散、挥发进入大气的几个重要影响因素，对土壤温度、湿度、扩散系数进行了分析研究。     

蔬菜种子干燥的内部水分扩散机理

以菜豆种子为对象,建立了物料的内部水分扩散模型。通过边界条件的处理把反映物料干燥过程动态特性的实验含水率曲线与物粒颗粒内部水分扩散相结合,提出了一种较准确的确定物料颗粒在非稳态脱水过程中内部水分扩散系数和分析内部水分分布及其动态特性的方法。研究表明,种子内部水分的扩散过程表现出强烈的非均质性与非稳态性,种皮是最主要的传质阻力之一,种子内部不同组成部分的扩散系数是不同的。计算结果及与实验曲线拟合的统计分析表明,样本决定了系数达0．990,所以在此基础上确定的扩散系数是可靠的,进行的物料颗粒内部水分分布的计算保证了与物料非稳态干燥过程的同步性。     

VOCs在土壤孔隙中扩散模型的适用性

为研究污染物在土壤多孔介质中迁移性质，建立了一种可快速测定非保守性污染物在土壤孔隙中有效扩散系数的新方法，采用了土柱扩散实验研究挥发性有机物(VOCs)在土壤中的有效扩散系数．根据多孔介质为干燥和含水体系将挥发性有机物分为保守性和非保守性两种类型的扩散组分，建立了不同的迁移模型方程进行过程描述，并提出了迁移方程的一维解析解，对三氯乙烯和苯在砂土体系的研究表明，利用土柱扩散实验测定挥发性有机物的有效扩散系数的方法可靠，同时表明采用经验扩散模型描述非保守性组分的扩散时应考虑适用范围，孔隙中气相体积含率低时，Millington模型和Collin模型适用性较好，且Collin模型更优一些，当气相体积含率很高时，则应考虑应用Marshall模型和Penmen模型。     

真空蒸馏提取与原位采集对土壤水氢氧稳定同位素值比值的影响

为了研究不同采样方法对采集的土壤水氢氧稳定同位素比值的影响,设计了室内降水入渗模拟试验,收集土柱底部出流水、土壤溶液采样器原位采集10cm、40cm、70cm、100cm处的土壤水,在相同层位采集土壤样品并采用真空蒸馏法提取土壤水。通过样品的氢氧稳定同位素比值对比分析可知,降水入渗干燥的土壤过程中土颗粒优先吸附轻同位素,第一个收集的水分具有最正的氢氧稳定同位素比值;真空蒸馏法提取的土壤水是土壤吸湿水和入渗水分的混合,土壤溶液采样器原位采集的土壤水代表土壤中流动的水分,此水分是土壤中可被有效利用的水分。     

含水量变化对土壤温度和水分交换的影响研究

土壤热容量是土壤热性质的重要参数之一.通过试验和分析,研究了地面土壤含水量日变化及含水量垂向分布变化规律,以及不同含水量对土壤温度的日变化影响.试验结果表明,土壤水分的运动和土壤中热量的传输是一个统一不可分割的系统,无地面水分补给时,土壤中的含水量变化与地温的日变化有关,土壤水的热运动是土壤层向蒸发面供水的最重要的因素之一.     

污染物离子在粘土介质中扩散系数的测定

介绍了利用一种自制的特殊容器 ,测定污染物离子在粘土介质中运移的扩散系数的方法 .通过Fick扩散第二定律推导的扩散系数计算公式 ,求出了阴离子 (Cl-)和阳离子 (K ,Ca2 ,Zn2 ,Cu2 )的扩散系数 .试验结果发现 :阴离子在土壤中的扩散速度比阳离子大 ;二价阳离子的直径和电导率与扩散系数之间有明显的关系 .试验结果还表明 ,在土中加入少量的水泥 ,可大大减小污染物离子的扩散速度     

西双版纳热带雨林树种斜叶榕F. tinctoria水分利用方式的季节变化

 以斜叶榕F.tinctoria为研究对象,通过测定其木质部与其各种潜在水源的氢氧同位素组成,揭示西双版纳地区斜叶榕在不同季节的水分利用变化.结果表明在干热季时的30cm土壤处水势达到最低值-30.5kPa,在雾凉季时此深度土壤处出现最大水势,为-14.5kPa,在各个季节70cm处的土壤水势几乎没有变化.雨季时的土壤含水量比雾凉季与干热季都高(P<0.001),而雾凉季与干热季的土壤含水量则没有显著差异(P=0.64).通过对雨水、雾水、浅层土壤水、深层土壤水、树干腐殖质水及植物木质部水的稳定同位素分析得出,在雨季,雨水与浅层土壤水是斜叶榕的最主要水源;雾凉季时,斜叶榕主要利用土壤水(包括浅层土壤水与深层土壤水).干热季时,浅层土壤水是斜叶榕的最主要水源.因此,斜叶榕的水分利用存在季节变化.     

大棚土壤水吸力研究

主要研究了黑龙江省哈尔滨市一定点大棚内，其土壤水吸力的动态变化．研究表明：０～３０ｃｍ层次大棚土壤水吸力底层大于表层，表明土壤水分运动方向是从底层流向表层．水吸力在１００～４００×１０２Ｐａ时，土壤水分处于田间持水量到毛管断裂含水量之间，水分有效性最大．但受人工灌水方式的影响，这种情况只占水分状况的４１．８％，其余水分状况或多或少，表明大棚土壤的水分状况不理想．水吸力在４～１０月份的生长期内呈周期性变化．     

非饱和土壤水分运动参数的确定——以昆明红壤土为例

应用数学物理方法对降雨入渗、产流等水量转化关系模拟时,土壤水分运动参数即土壤水分特征曲线、扩散率、导水率是必不可少的数据,影响和控制着水及溶质在土壤和地下水中的分布和运移速度,是描述和研究土壤水运移的关键参数.以昆明地区红壤为例,利用离心机测定土壤水分特征曲线、水平土柱测定扩散率并计算出导水率,利用VG公式拟合土壤水分特征曲线,通过指数经验公式拟合土壤水体积分数与扩散率、导水率的关系,结果表明具有显著的相关性.在参数确定过程中,充分考虑了颗粒粒径、干容重等影响,得到了最优的土壤水分运动参数,为相关研究提供一定的参考.     

临汾市土壤热扩散率和液态水通量密度研究

利用临汾市基本气象观测站的土壤温度资料,采用同时考虑热传导和热对流的土壤温度算法研究了临汾市的土壤热扩散率和液态水通量密度.结果表明：两参数垂直方向上均不同性,平均而言,4月、7月的土壤热扩散率随着深度增加而增大,而10月的土壤热扩散率随着深度增加而减小;三个月的液态水通量密度均在土壤深度0.025 m与0.075 m之间减小,4月液态水通量密度在土壤深度0.075 m与0.125 m之间增大,在土壤深度0.125 m与0.175 m之间减小,7月和10月的液态水通量密度变化情况与4月则正好相反;土壤热扩散率和液态水通量密度均存在月际差异,各深度层变化不一致.     

土壤水分运移温度效应的数值研究

分析了土壤水分运移温度效应的机理,基于“表面张力-粘滞流理论”对“六场-相变-扩散模型”中的土水势、非饱和水力传导系数和水分扩散系数三个参数进行了改进,即考虑了它们的温度效应,继而通过对0.2 m×0.2 m的二维砂土剖面的热湿耦合运移进行了为期60 d的数值计算,通过比较原模型和改进模型的计算结果,考察了土壤水分运移温度效应的大小.计算结果表明:第10 d,20 d,30 d,40 d,50 d和60 d时,温度效应对土壤水分含量的相对影响分别为4.98%,5.57%,6.23%,6.96%,7.78%和8.7%.同时发现,土壤水分运移的温度效应在土壤表层表现得最为明显.     

地下水作用下土壤水蓄量变化及其 对蒸发通量影响的模拟

将基于数值积分的土壤水平衡计算与稳态蒸发通量解析解相耦合,提出一种逼近Richards方程的迭代计算模型,分析不同地下水位下土壤水蓄量变化及其对土壤水蒸发量和潜水蒸发量的影响。采用Hydrus-1D模型对迭代模型进行对比验证,并将模型应用于安徽五道沟实验站地下水埋深分别为0.4 m、0.6 m和1.5 m的3个蒸渗仪的土壤水蓄量变化及蒸发通量的模拟。结果表明,迭代模型具有较高的计算精度,能较好地模拟受地下水位以上毛细管力作用的土壤水蓄量动态过程及蒸发通量,还能反演不同地下水埋深下的土壤渗透系数和孔径分布系数。     

水泥混凝土板水分迁移模型的近似解析解

为了研究早龄期混凝土板的水分迁移规律,建立了早龄期混凝土路面板在外部干燥条件下的1维水分迁移模型,推导了基于Adomian分解法的求解任意边界条件下的非线性水分迁移模型的初边值问题的近似解析解,并与早龄期混凝土板的干燥过程试验数据和Crank-Nicolson有限差分法数值解的结果进行了比较.结果表明,Adomian分解法的收敛速度非常快,是一种有效的求解任意边界、初始和扩散系数下的混凝土板干燥过程的偏微分方程的方法.     

苗木移栽条件下的滨海盐渍土水盐动态变化

 在河北唐山南堡开发区, 结合穴状衬膜改土整地, 移栽了绒毛白蜡、国槐、桧柏、柳树等研究用苗木, 以土钻取土法进行两年土壤水盐动态定期监测, 研究了移栽苗木对滨海盐渍土水盐动态规律的影响, 以期为滨海泥质盐碱地造林绿化的树种选择提供理论依据。结果表明, 与未移栽苗木的处理(对照组)相比, 移栽苗木会降低土壤含水量和电导率, 并增大二者的月际变化幅度, 但对土壤含水量和电导率的总体变化趋势影响不大。苗木的生长季、树冠结构和根系吸水是移栽苗木后影响土壤水盐动态变化的主要因素, 其中苗木的生长季影响主要表现为同一时期, 各种苗木所在土壤含水量差异较大;苗木的冠型结构主要影响表层土的土壤含水量;根系吸水作用则是改变了土壤含水量和盐分的垂直分布。4 种苗木间对比, 土壤含水量动态变化无明显差异;土壤电导率动态变化呈显著差异, 其中以桧柏对土壤电导率动态变化影响较为显著、脱盐降盐效果最好。     

土壤电导与含水量和含盐量的关系及容重对其影响

土壤电导测定是研究土壤含盐量的重要方面。根据本实验的特点,研制土壤电导测定系统,并利用此系统研究了黄土地区土壤电导与含水量和含盐量的关系,对更好地利用电导法分析和研究土壤含盐量提供基础。     

热对流对土壤温度和能量平衡的影响

在传统的土壤热传导方程基础上,耦合了土壤水分的垂直运动引起的热对流项,用金塔绿洲2005年6月11-15日的观测数据分别计算了土壤热扩散系数以及水的通量密度.以0.05 m深度的土壤层为上边界,模拟了0.10 m和0.20 m深度的土壤层温度,并比较了计算的地表能量闭合因子.结果表明:热传导对流方法模拟的土壤温度与实际...