鄂尔多斯盆地降雨入渗与潜水蒸发强度研究

以鄂尔多斯沙漠高原区包气带水为主要研究对象,通过在研究区进行野外包气带岩性结构调查,选择典型地段建立原位试验场;试验中选择研究区最具代表性的包气带岩性结构进行包气带水分运移原位试验,进行包气带水分运移机理研究,分析影响降雨入渗与潜水蒸发强度的主要因素;采用数值模拟的手段建立研究区包气带水分运移数值模拟模型,定量计算研究区降雨入渗及潜水蒸发强度,模拟不同条件下的包气带水分运移规律.结果表明,研究区降雨入渗及潜水蒸发强度明显受到当地气象条件、潜水埋深及包气带岩性结构的影响.文中计算得出的不同埋深不同岩性的降雨入渗及潜水蒸发强度可为研究区地下水资源评价提供参考依据.     

花石崖不同植被类型土壤水分特征

为充分了解黄土高原不同植被类型与土壤水分之间的关系，选择陕西省神木市花石崖镇5种典型植被类型刺槐、木枣、侧柏、柠条和草地为研究对象，采用单因素方差分析法比较不同样地间土壤水分的差异性。结果表明：在0～100 cm土层，研究区不同植被类型间土壤含水量和土壤蓄水量均存在显著性差异（P<0.05），均表现为草地>柠条>木枣>侧柏>刺槐。不同植被类型平均土壤水分亏缺度表现为刺槐>柠条>侧柏>木枣>草地，其中只有草地土壤水分不存在亏缺。综上，处于自然恢复状态下的草地对研究区土壤水分的维持具有相对积极的意义。     

降雨条件下城墙土水特性与稳定性研究

降雨入渗会影响城墙稳定性，最终导致城墙失稳坍塌。文中以城墙为研究对象，通过试验得到了土体的物理力学特性和非饱和特性，以试验数据为基础得到了以含水率为变量的抗剪强度公式，基于Bishop法得到安全系数的表达式。对不同工况下城墙边坡进行渗流场有限元分析与稳定性评价，并对梅雨季城墙稳定性变化及孔隙水压力分布进行分析。结果表明，随着降雨的不断进行，孔隙水压力逐渐增大，表层土体开始饱和，前期入渗深度不断增加，后期地下水位上升。梅雨季城墙稳定性持续下降，受降雨总量和降雨时长影响较大。研究成果可为区域典型气候条件下的该地区城墙修缮等工程的设计与施工提供理论参考。     

多源遥感产品在黄土丘陵沟壑区土壤水分反演中的适用性评估

黄土丘陵沟壑区是黄土高原水土流失最为严重的地区，土壤水分的长期精准监测对该区域生态环境的修复、农业的高质量发展有重要的现实意义.以站点实测土壤水分作为参考数据，利用R、RMSE、Bias、ubRMSE作为评价指标，对比分析了土壤水分产品SMAP、AMSR2、GLDAS在黄土丘陵沟壑区不同地形条件下的具体表现，并根据研究结果选出精度最高的土壤水分产品对黄土丘陵沟壑区2016～2021年的土壤水分进行时空分析.研究表明，(1)在丘陵坡耕地、平原谷地、河滩地3种地形条件下，SMAP土壤水分产品在各项评价指标中都要优于AMSR2、GLDAS,其适用性最优；(2)2016～2021年黄土丘陵沟壑区土壤水分整体呈上升趋势.2016～2021年4季以及多年平均土壤水分呈现东、西部地区土壤水分较多，中部地区土壤水分较少的空间分布格局.     

新工科背景下土壤水分下渗实验优化设计

为顺应新时代对大学生创新探索能力的培养要求，实验工程教育专业认证中实验教学环节目标由“掌握知识”逐渐转变为“培养能力”。基于该教育理念，本文优化水文学原理课程实践教学环节的土壤水分下渗实验内容，在原有定水头供水下渗基础上，补充探索性的实验内容，设计变水头供水土壤水分下渗实验，揭示土壤水盐动态规律的驱动机制；充分调动学生开展实验研究的积极性，加深理解实验原理及其背后的科学理论；并充分挖掘实验数据内涵，培养学生缜密的科研思维、激发学生的实践创新意识。     

不同灌溉方式对樟子松生长、光合特性及土壤水分运移的影响

【目的】研究滴灌、漫灌和对照3种处理方式下樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)生长状况和土壤水分运移规律,探讨其生长、光合、蒸腾特性和水分运移对不同灌溉技术的响应,为在干旱、半干旱地区高效栽培樟子松提供参考。【方法】以内蒙古大青山国家级自然保护区的樟子松林为研究对象,基于单因素方差分析比较不同灌溉方式下樟子松的生长(地径、树高、冠幅、抽穗长和生物量)与光合特性[光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)和水分利用效率(E_WUE)];采用土壤剖面观测法比较不同灌溉方式和灌溉时间下土壤水分垂直和水平运移的变化规律,并利用经验模型对土壤水分运移轮廓进行模拟。【结果】①滴灌处理下樟子松的地径、树高、冠幅、抽穗长和生物量分别比漫灌方式下高1.5 cm、0.5 m、10.0 cm、5.9 cm和11.5 kg,分别比对照高3.4 cm、0.9 m、60.0 cm、7.2 cm和2.5 kg;②滴灌处理下樟子松的光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO₂浓度显著高于漫灌和对照(P < 0.05),各种灌溉方式下的上述指标大小具体表现为滴灌>漫灌>对照;水分利用效率大小表现为对照>滴灌>漫灌,表明樟子松可在较低的土壤含水量条件下生长;③在灌溉2、4和6 h后,樟子松林地滴灌比漫灌处理下土壤湿润锋的垂直运移距离和停灌后最终垂直运移距离深,两种灌溉方式下3种不同灌溉时长的土壤湿润锋的最大水平运移距离都出现在0~20 cm土层,然而停灌后的垂直运移距离以滴灌>漫灌;④利用经验模型对土壤湿润体轮廓进行模拟,设定:为垂直方向上任意位置处土壤水分水平运移距离(i=1,2,3,4);L_MR为土壤水分水平最大运移距离;R_MH为垂直方向上任意位置处土壤水分垂直运移相对距离;a_i为模型参数。则滴灌和漫灌的最优模型分别为多项式模型(M_R1)和Baldwin模型(M_R4), $M_{\mathrm{R} 1}=L_{\mathrm{MR}}\left[a_{1}\left(R_{\mathrm{MH}}-1\right)+a_{2}\left(R_{\mathrm{MH}}^{2}-1\right)+a_{3}\left(R_{\mathrm{MH}}{ }^{3}-1\right)+a_{4}\left(R_{\mathrm{MH}}^{4}-1\right)\right]$; $M_{\mathrm{R} 4}=a_{1}+\left[\left(R_{\mathrm{MH}}-1\right) /\left(R_{\mathrm{MH}}+1\right)\right]+a_{2}\left(R_{\mathrm{MH}}-1\right)$。【结论】在北方干旱区,滴灌区樟子松的生长和光合特性明显优于漫灌;在持续灌溉2、4和6 h后,滴灌试验区60 cm土层以上的土壤湿润锋在最终水平运移距离上均大于漫灌区。将滴灌技术应用于樟子松林木培育,有利于根系吸收水分和促进树木生长,且樟子松的光合特性受水分利用效率影响,合理的灌溉可改善林木的生长机制。