上层土壤厚度对模拟指流水分运动的影响

"上细下粗"的层状土壤中有可能产生指流,在有指流产生条件下,上层土壤的厚度是影响指流发展特征的主要因素之一。该试验通过在下层砂中模拟指流来研究上层土壤厚度对层状土壤中水分运动的影响。结果表明:指流域内的湿润锋到达一定深度的时间随着上层土壤厚度的增大而增加;稳定入渗率随着上层土壤厚度的增大而减小;并得出稳渗率和上层土的厚度呈线性关系;分别用经验函数模型和连续函数模型来模拟层状结构土壤水分的入渗,发现2种模型有各自的优缺点:经验函数模型虽然计算得到的整体误差较小,但在理论上不能很好的解释层状土壤水分入渗过程;连续函数模型相比较经验函数模型的缺点在试验初期误差较大,但该模型属于连续函数模型,符合实际的层状水分入渗过程。

上层土壤密度对模拟指流层状土壤水分入渗的影响

通过室内模拟指流,利用回归分析法进行分析,建立了以上层土壤密度为参数的Kostiakov和Philip模型对模拟指流的层状土壤入渗的改进模型,并进行了验证。结果表明,入渗时间相同时,累积入渗量随着上层土壤密度的增加而减小;Kostiakov和Philip模型都适合于模拟有指流产生的层状土壤的入渗,其相关系数都在0.99以上;建立的2个改进模型其计算精度都很高,效率系数分别为97.7%和97.6%。相比而言,Philip模型具有一定的理论依据,可以作为层状土产生指流入渗的有效模型。

深层坑渗灌不同开孔方式单点土壤入渗特性研究

为了探讨深层坑渗灌灌水器不同开孔方式对湿润体的影响,通过室内机理试验研究了砂壤土条件下底面开孔、侧面开孔以及底面和侧面同时开孔的3种灌水器的入渗特性,试验结果表明:开孔方式对累积入渗量,空间3个方向最大湿润锋运移距离以及土壤含水率均产生影响,采用幂函数拟合各方向湿润锋与时间的变化关系,在对3种灌水器条件下的湿润体形状分析基础上,建立了湿润体体积计算模型,验证了该模型精度。在实际应用过程中,对于根系分布较浅的作物,可选取侧面开孔灌水器;对根系分布较深的作物,则选择底部开孔的灌水器。研究结果为深层坑渗灌技术的发展奠定了基础。

指流间距对模拟指流水分运动的影响

为了解指流间距对模拟指流水分运动的影响,通过模拟不同的指流间距,研究不同间距对指流水分运动的影响。结果表明,指流间距越大,指流域中的水分入渗越快,且指流流速与指流间距呈线性关系。

灌施不同浓度Cl^-在模拟指流层状土壤中的迁移规律

在有指流产生条件下,研究灌施不同浓度的Cl^-在层状土壤的迁移情况。结果表明,上层土壤中Cl^-浓度沿垂直方向呈先增大后减小的趋势,在下层指流域中的过渡区域Cl^-浓度变化不大,在接近试验底部的累积区域Cl^-产生累积,浓度增大;指尖处的Cl^-浓度大于过渡区域Cl^-浓度;指流通道对Cl^-的迁移效率很高,占灌施进入土壤Cl^-质量的35%~55%。

不同种植密度的黑藻在城市河道中净化效果的模拟

在流速为1.74 cm/s的较低动水条件下,设置3组黑藻种植密度,ρ1、ρ2和ρ3分别为0.9、1.9和3.0株/dm2,模拟不同密度的黑藻对城市河道水质的净化效果。结果表明,与ρ1和ρ3组相比,ρ2组对NH_3^-N、COD_(Cr)和TP的净化均有优势,其平均去除率分别为87.79%、67.43%和82.48%;试验结束后,水质由原GB 3838—2002《地表水环境质量标准》地表Ⅴ类水质净化为Ⅲ类水质。说明在较低流速水环境中黑藻的种植密度以1.9株/dm^2的净化效果为佳。

深层坑渗灌双灌水器土壤水分入渗数值模拟

为探讨深层坑渗灌双灌水器土壤水分入渗特性,采用Hydrus-2D软件,建立深层坑渗灌双灌水器条件下的土壤水分运动模型,并通过机理试验对比分析,推求模型参数。结果表明:水平、垂直向上以及垂直向下3个方向湿润锋的拟合结果和实测结果的误差分别为1.28%,3.73%和4.04%,观测点土壤含水量拟合结果与实测结果的平均误差为9.1%,说明所建模型模拟的湿润锋和土壤含水量精度较高。在此基础上,采用该模型分析了湿润体内的土壤水分运动过程,结果表明,随入渗时间的增加,土壤水分运动速度逐渐变慢。

上层土壤初始含水率对层状结构土壤中指流水分入渗的影响

为探明影响指流入渗特性的主要因素,通过室内物理模拟试验研究不同上层土壤初始质量含水率对层状结构土壤中指流水分运移的影响。结果表明:湿润锋到达指流层的转折时间与上层土壤初始含水率的相关性较高,且呈对数关系;分别运用分段函数模型和连续函数模型对累积入渗量与时间的关系进行拟合,发现运用分段函数模型拟合的结果虽整体与实测值相关性较高,但是该模型在进行分段拟合时,由于分段点处的不连续性,与实际中层状结构土壤水分入渗不一致,而连续函数模型随着入渗时间的延长,模拟结果越接近实测值,且连续函数模型符合实际中层状结构土壤水分入渗的连续性,因此,连续函数模型适用于长历时的水分入渗过程。