非飽和土壤中大孔隙流及溶質(zhì)優(yōu)先遷移基本特性試驗研究.pdf

1、優(yōu)先流是近年來針對土壤水分運動所提出的新概念,它是一種較為常見的土壤水分運動形式,與土壤入滲、地表及地下水質(zhì)密切相關(guān),而大孔隙流是一種典型的優(yōu)先流現(xiàn)象。由于土壤中大孔隙的普遍存在,使水分及溶質(zhì)優(yōu)先通過這些通道形成的大孔隙流對土壤內(nèi)部水分和溶質(zhì)的運移有十分顯著的影響。本論文通過室內(nèi)物理模擬試驗及數(shù)學(xué)模型研究,從大孔隙的深度和有效面孔隙度兩個方面研究了模擬大孔隙對水分及溶質(zhì)在非飽和土壤中運移規(guī)律的影響作用。取得了如下主要成果：
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2、1)提出了研究模擬大孔隙域的特征指標——大孔隙深度和有效面孔隙度的概念,試驗結(jié)果表明所提指標是合理的。利用一定范圍粒徑的砂石在特制的試驗儀器和模具中模擬制作了不同深度及不同有效面孔隙度的大孔隙域。
　　(2)分析了水分在有同一模擬有效面孔隙度(Φ=1.8370％)、不同模擬深度大孔隙域非飽和土壤中的優(yōu)先運移規(guī)律。得出試驗條件下特征轉(zhuǎn)折時間Tp、累積入滲量、特征濕潤鋒及瞬時入滲率等具有顯著的優(yōu)先遷移特征。給出了不同模擬深度大孔隙水分

3、入滲增量及單位大孔隙面積水分入滲增量比的概念,并進行了定量分析和驗證。
　　(3)分析了水分在有同一模擬深度(Z=15cm)、不同模擬有效面孔隙度大孔隙域非飽和土壤中的運移規(guī)律,得出了水分入滲過程中特征轉(zhuǎn)折時間Tpe、水分累積入滲量、特征濕潤鋒與有效面孔隙度在試驗條件下的定量關(guān)系,并給予了驗證,效果良好；分析得出了水分入滲過程中瞬時入滲率的變化有顯著的優(yōu)先流現(xiàn)象。
　　(4)分析了水分及溶質(zhì)在有不同的模擬深度和不同模擬有效面

4、孔隙度大孔隙域非飽和土壤中的滲漏出水水量和出水溶質(zhì)濃度的變化規(guī)律,建立了模擬大孔隙的深度和有效面孔隙度與累積出水水量和溶質(zhì)累積收獲量之間的定量數(shù)學(xué)關(guān)系；在特定試驗條件下得出了溶質(zhì)在含模擬大孔隙域非飽和土壤中的縱向分布具有明顯的雙峰現(xiàn)象且縮短了溶質(zhì)向土壤深層運移的時間及溶質(zhì)在非飽和土壤中以大孔隙域為中心的徑向分布規(guī)律,即呈現(xiàn)以大孔隙域為中心呈輻射狀、沿徑向增大的規(guī)律。
　　(5)建立了水分在有模擬大孔隙域非飽和土壤中運移擴散的雙重滲