砂层在黄土中的阻水性及减渗性的研究

根据土壤水的能量原理,对砂层在黄土中的阻水作用进行了室内一维土柱的入渗试验研究及教学模拟,结果表明:在黄土中设置砂层,不仅具有良好的阻水性,使下渗水流在一定限度内滞留于砂层以上的土体内,增加了上层土壤的持水能力;而且还具有减渗性,使下渗水量及入渗峰面的湿润速度明显减小,并且还可将下渗的非线性过程转化为线性过程,从而使整个入渗过程进入一个具有较小入渗率的稳渗阶段。该研究结果对在黄土地区采用设置砂层的方法,作为水利、建筑工程以及西北农村窑洞民居防渗、减渗的一项工程技术措施,提供了理论依据。

黄土中Green-Ampt入渗模型的改进与验证

本文根据黄土积水入渗的土壤水分剖面变化特征,仅将饱和层与传导层统一视为饱和区,而将非饱和湿润层的含水量变化视为施加于饱和区的吸力势,从而在具有"活塞模型"之称的Green Ampt入渗模型基础上,推导得出了适用于黄土区的积水入渗模型。该模型不仅可计算累积入渗量及湿润锋深度,而且还可估算出土壤水分剖面分布状况。经甘肃秦王川地区实测资料的检验,表明模型具有较好的吻合性。

黄土中砂层对入渗特性的影响

本文根据土壤水的能量原理，对砂层在黄土中的入渗特性进行了室内一维土柱的入渗试验研究及数学模拟。结果表明：在黄土中设置砂层不仅具有良好的阻水性，使下渗水流在一定限度内滞留于砂层以上的土体内，增加了上层土壤的持水能力；而且还具有减渗性，使下渗水量及入渗锋面的湿润速度明显减小，并且还可将下渗的非线性过程转化为线性过程，从而使整个入渗过程进入一个具有较小入渗率的稳渗阶段。本项研究结果为在黄土地区采用设置砂层的方法，作为水利、建筑工程以及西北农村窑洞民居的一项防渗、减渗的工程技术措施提供了理论依据。

甘肃秦王川地区土壤水分运动参数及相关性

根据甘肃秦王川地区的土壤质地分布特征 ,在现场 5个点进行了积水入渗试验 ,同时采用γ透射法及张力计测定了各点的土壤水分特征曲线及非饱和导水率。在分析研究了各水分运动参数与表征土壤物理属性的(Kd/γd)和 (Kp/γd)有极显蓍相关性的基础上 ,提出了适用于该地区各类土壤质地的水分运动参数表达式。

波涌灌溉的灌水质量评价及计算

本文通过清、浑水连续灌与波涌灌溉的大田试验,对波涌灌溉的灌水均匀度、灌水效率及储水效率进行了评价,同时在文中提出了一种无需灌后土壤水分资料即可计算灌水质量评价指标的新方法,从而为波涌灌溉技术要素优化设计的灌水质量评价。

砂层在黄土中的减渗作用及其计算

本文根据非饱和土壤水的达西定律,对砂层在黄土中的减渗作用及在整个过程中使入渗率由非线性衰减阶段转为线性稳渗阶段的机理做了分析论述。在此基础上提出了不同砂层质地(中值粒径d50 )与埋深条件下稳渗率fp 的计算方法,建立了砂层质地的中值粒径d50 及埋深Z与吸力值Sm 的关系。根据水量平衡原理,得到了入渗过程中由非线性衰减阶段开始进入稳渗阶段的时间t1 。经试验资料验证,以上计算式不仅计算精度较好,且具有一定的实用性,特别是在缺少土、砂水分运动参数的情况下。

波涌灌溉条件下土壤致密层的形成及其对入渗特性的影响

本文根据田间波涌灌溉的试验研究，论述了在间歇灌水条件下，土壤表面致密层的形成过程及发展规律，在此基础上，进一步讨论了致密层在改变土壤入渗特性，以及朝着有利于节水、提高灌水质量等方面的发展上所起的作用．

甘肃秦王川地区双层土壤结构的入渗特性

针对甘肃秦王川地区土壤的自然特征，对双层结构的土壤入渗特性进行了试验研究，对入渗的物理过程及其土砂界面处的最大临界含水量进行了论述及测定，结果表明该类型土壤结构对提高土壤蓄水能力有明显作用。

浑水波涌灌溉的节水机理与效果

通过大田试验研究 ,表明在浑水波涌灌溉条件下 ,表土致密层的形成与发展是含沙水流中泥沙逐渐“挂淤”、“落淤”与“入渗滞留”等作用的结果 .随着灌水周期的进展 ,表土致密层的糙率与入渗能力也随之减小 ,这就为以后各周期的灌溉水流创造了一个加速水流推进与提高减渗效果的新界面 ,从而达到节水与提高灌水质量的目的 .从 4个与浑水有关的节水率分析可见 ,浑水波涌灌溉的节水效果是泥沙与间歇共同作用的结果 。

田间土壤入渗试验装置的研究

本文根据土壤入渗试验的要求,研制了一套新的野外入渗试验装置:该套装置是将马利奥特容器和改进后的双套环结合起来,可自动供水,提高了入渗水量的测量程度和灵敏度;同时,采用r透射法测量土壤水分在时空上的变化。试验所得结果可根据水量平衡原理对各时段所测量的入渗水量及土壤水分剖面的精度进行检验,从而为野外土壤入渗试验研究的资料分析提供了可靠依据。

膜孔灌溉点源入渗模型的建立与验证

膜孔灌溉的田面人渗属于充分供水条件下的点源三维人渗问题。根据对点源人渗所做的系统室内试验研究，建立了包含有膜孔直径、土壤质地及土壤初始含水量等多因子的点源人渗模型，经检验模型具有一定的拟合精度，从而为膜孔灌溉理论与灌水技术要素的深入研究奠定了基础。

γ透射法在土壤水运动研究中的应用

在作者对γ透射法测定土壤含水量的精度与分辨率研究的基础上,首先介绍了利用γ透射法在室内外一维入渗实验过程中,同时测定几个土壤水分运动参数的原理与方法;其次对作者近十多年来,根据不同实验要求所研制的室内一维与不同类别的二维土壤水分运动实验装置的结构组成与应用情况做了介绍;最后对γ透射法用于大型称重式蒸渗仪的土壤水分剖面检测也做了概述。在上述各实验方法及实验装置中均采用了计算机对土壤水分的自动检测、控制与数据处理,从而为非饱和土壤水分运动的研究提供了重要条件。研究表明,在利用γ透射法进行土壤含水量测定时,当穿透土体后的射线强度记数率不小于104情况下,室内实验的测点间距为2.5cm,其误差不超过±2%;而大田试验的测点间距为5.0cm,其误差范围为3%～5%。

黄土的粒度组成与水分运动参数的相关性

本文在分析西北黄土的分布及粒度组成的特点基础上,研究了不同质地的粒度组成间的相关性,进而提出了以小于0.01mm粒径的土壤物理性粘粒含量λ和容重γ_d,作为代表不同土壤质地及松紧程度的两个重要参量,并通过与各实测的非饱和土壤水运动参数表达式的系数值进行多元回归,得出了计算土壤水分特征曲线及扩散度D(θ)的表达式,为采用计算的方法确定黄土地区的水分运动参数提供了可能。

γ透射法测量土壤含水量的层间分辨率实验研究

室内的系统实验研究表明,采用γ透射法测量土壤含水量时,在探头的前端设置铅屏蔽罩对提高层间分辨率及测量精度极为有效。铅屏蔽罩厚度0～23 5mm及准直孔径4～12mm的组合试验资料分析表明,铅屏蔽罩厚度为4～10mm,准直孔径为10mm左右即可在满足测量精度不低于3%的前提下层间分辨率达到22mm。

对考虑蒸发影响下农田排水沟(管)间距计算的探讨

本文认为在当前考虑有蒸发影响下的农田排水沟(管)间距计算分析中普遍采用阿维里扬诺夫的潜水蒸发公式是值得进一步研究完善的。大量的研究资料表明,在地下水埋深H一定时,潜水蒸发系数(K=E/E。)不是一个常数。因而由此计算得出的排水沟(管)间距偏大。据此本文在农田排水计算分析中,引入了近代土壤水动力学对潜水蒸发研究的成果,提出了一个新的考虑蒸发影响下农田排水沟(管)间距的计算方法。

在一个水平土柱上同时测定非饱和土壤水各运动参数的试验研究

本文介绍了在一个水平土柱上同时测定土壤水非饱和导水度、扩散度及水分特征曲线的试验方法.在试验中采用了γ透射法和具有压力传感器的张力计测量土壤水分含量和吸力值,并由计算机对所测土壤水分剖面进行水量平衡验算和筛选,最后直接输出各参数的回归方程.结果表明,该法准确可靠,简单易行.

室内—维土柱人渗试验装置系统的研究及应用

近年来作者在进行“黄土坡面产流实验与模拟的研究”等课题的研究中,研制了室内一维土柱入渗装置系统。该系统对于均质扰动土柱及原状土柱,在降雨入渗或积水入渗条件下的入渗率以及土壤水在剖面上的分布,分别采用了自动跟踪测量和放射性同位素测量,并利用计算机对数据进行实时釆集和处理,提高了量测精度,减少了人为差错,同时又便利了试验资料的整理分析,因而,为非饱和土壤水运动的试验研究提供了先进的测试手段。该试验装置系统的组成见图1所示。

室内坡地降雨入渗及产流系统的研制

坡地降雨入渗及产流是径流形成的主要环节,国内外水文科技工作者在这方面做了大量的分析和实验研究工作,取得了许多成果。黄土地区处于我国西北内陆,气候干燥,降雨产流影响因素极为复杂,且水文、气象资料条件甚差,因而开展室内控制条件下的水文实验是探讨本地区坡地降雨入渗产流微观机理的重要途径之一。

窑洞民居减渗防塌对策的研究(提要)

窑洞是西北黄土高原农民的一种重要居住类型,但千百年来渗水塌顶一直困扰着窑洞居住者。本文作者通过试验研究,提出在黄土中埋设一层天然河沙,以达到减渗阻水、防止窑洞坍塌的目的。虽说该方法还有待于进一步完善及在实践中检验,但这在理论上无疑是一项新的尝试,故本刊特将该文的详细摘要推荐给大家,望有关同志作进一步的研究探讨。

μ值对γ透射法测定土壤含水量精度影响

水的质量吸收系数μ在γ透射法测定土壤含水量中起着重要的作用,它直接影响着含水量的测量精度。本文通过室内试验研究了影响μ值的各种因素,如探头屏蔽状况、探头与放射源间的距离,放射强度以及被探测物体的厚度等。和理论计算不同,对同一确定的材料,μ值的测量结果并不总是常数(依赖于上述诸因素)。所以要得到土壤含水量的一个精确测量,首先要在同样条件下测定μ值。作为对试验的总结,本文给出一种合理测量μ值的方法和最佳工作条件。