非饱和土边坡降雨入渗过程及最大入渗深度研究

系统分析了降雨入渗对土体基质吸力、土体应力、位移的影响,并对非饱和土边坡降雨入渗过程进行了总结分析,首次从能量角度提出了降雨入渗最大深度的概念,认为雨水能够在土体中下渗,主要是因为存在一定的驱动势能差,通过推导,得出了最大入渗深度的计算公式,该公式与土体的孔隙水压力有关。由于降雨而引起的边坡土体滑坡中,绝大多数滑动面都在边坡土体的最大入渗深度的范围之内,通过对最大入渗深度和滑动面的关系研究,可以初步估计滑坡规模,从而在滑坡治理中计算确定滑动面,合理地确定治理方案的参数,如锚杆或土钉的长度、抗滑桩的长度等。

风火山流域土壤入渗特征与环境因子的关系分析

通过对青藏高原风火山流域2005—2007连续3 a的土壤水分入渗试验,运用回归分析方法和旋转主成分分析法,对影响土壤入渗过程的地温、土壤深度、土壤理化性质、植被盖度、土壤初始含水率等环境因子进行了分析。结果表明,随着植被盖度的增加,土壤入渗能力随之增强。土壤饱和导水率与土壤有机质、全氮、粒度正相关,与之均呈幂函数关系;饱和导水率与土壤初始含水率之间具有负幂函数关系。随着土壤温度从0℃的逐渐升高,土壤饱和入渗率先有微弱下降,然后呈现急剧上升趋势,两者呈二次函数关系。影响高寒草甸土壤水分入渗的环境因子可以归类为土壤质地及其理化属性、土壤疏松程度和亲水有机胶体团粒3个主成分。

风化煤矸石入渗规律模拟

利用室内模拟实验研究4种密度(1.20、1.30、1.45和1.55 g/cm3)及3种煤土体积比(1∶0.5、1∶1.0、1∶2.0)条件下风化煤矸石的渗透规律。结果表明:随着密度的增大,煤矸石的渗透速率迅速减小,密度为1.20 g/cm3煤矸石的初始渗透速率、稳渗速率和平均渗透速率分别是密度为1.30 g/cm3煤矸石的2.211、.92和2.30倍,分别是密度为1.55 g/cm3煤矸石的60.00、102.54和129.13倍,且减小关系呈幂函数关系;随着煤土体积比的增大,煤矸石的渗透速率迅速减小,煤土体积比为1∶0.5煤矸石的初始入渗速率、稳定入渗速率和平均入渗速率分别是煤土体积比为1∶1.0煤矸石的1.05、1.23和1.42倍,分别是煤土体积比为1∶2.0煤矸石的3.98、1.45和3.18倍;在密度为1.20和1.30 g/cm3及煤土体积比为1∶0.51、∶1.0的情况下,用通用经验公式和考斯加可夫经验公式表达煤矸石的入渗过程较为理想,而在密度为1.45和1.55 g/cm3及煤土体积比为1∶2.0的情况下,用通用经验公式与实测数据的拟合度表达最好。

植被恢复模式对黑土贮水性能及水分入渗特征的影响

采用双环法对黑龙江省克山农场5种主要的人工林植被类型（水曲柳林、樟子松林、落叶松林、美青杨林和水曲柳落叶松混交林）土壤的贮水性能和渗透特征进行了对比研究。研究结果表明：所研究的5种林地土壤1m土层范围内饱和贮水量在5347．01～5762．91t／hm^2之间，水曲柳和落叶松林地最大，其它3种林地间则差异较小；滞留贮水量在543．43～916．13t／hm^2之间，从大到小的顺序依次为落叶松林〉水落混交林〉美青杨林〉水曲柳林〉樟子松林；初渗速率的变化范围为14～33mm／min，水落混交林最高，依次分别为落叶松林、美青杨林、水曲柳林、樟子松林；稳渗速率在1～8mm／min之间；30min累计人渗量水落混交林和美青杨树林地要远高于其它林地，水曲柳和落叶松林地次之，樟子松林地最小。采用的4种人渗模型都能较好地反映各种林分土壤的人渗过程，平均相关系数r在0．9272～0．9536之间，而考斯加可夫模型和Philip模型的拟合值更接近于实测值，更适用于描述本研究区森林植被下的土壤人渗特征。

三峡工程永久船闸高边坡降雨入渗实验研究

针对三峡永久船闸高边坡花岗岩全风化带开展了降雨入渗实验研究工作，在实验设计的基础上研制了操作简单的人工降雨器，通过不同降雨强度下的入渗实验，分析了全风化带的入渗能力和入渗过程，为降雨入渗条件下边坡渗流场的研究和边坡排水系统的优化设计创造了条件。

Green-Ampt入渗模型及其应用

介绍了降雨条件下Green-Ampt模型的改进形式,以及国内外利用实验和理论方法推求模型中湿润锋处吸力的方法,对其在积水入渗、降雨入渗、结皮及侵蚀模型中的应用进行了探讨,对该模型与其他模型进行了对比分析,并展望了模型的应用前景。认为该模型可进一步被应用于植被覆盖条件、坡地降雨过程及坡地浑水入渗过程的分析;在今后坡地水文的研究中,可针对以上不同条件进行Green-Ampt模型应用于黄土坡地水文过程的修正和改进。

丘陵赤红壤降雨入渗产流模型及其变化特征

在分析南亚热带丘陵赤红壤降雨入渗和产流过程基础上 ,依据田间实测资料 ,建立了丘陵赤红壤降雨入渗产流数学模型 ,分析了南亚热带丘陵赤红壤地表径流的动态变化特征及其影响因素。结果表明 ,丘陵赤红壤区 ,4～ 9月每次降雨产生的径流量变化范围为 0 .2～ 5 1.0 4m m,径流率变化范围为 0 .5 6 %～ 47.5 8% ,10月至次年 3月一般不产生地表径流 ;地表径流量与降雨量拟合关系式为 R0 =0 .0 2 5 9.Pn1 .40 34 ,径流率与土壤表层初始含水量拟合关系式为 R′0 =9.8788W7.770 2 ,而降雨强度对径流量的影响要比降雨量、土壤表层初始含水量小得多。

基于SGA和SRFR的畦灌入渗参数与糙率系数优化反演模型Ⅱ——模型应用

利用作者开发的基于SGA和SRFR模型构建的畦灌土壤入渗参数和田面糙率系数优化反演模型,在不同田间灌溉实例条件下进行参数优化估值,分析评价依据地表水流推进(消退)数据估算得到的土壤入渗参数和田面糙率系数进行畦灌地表水流运动过程模拟的效果。结果表明,利用基于地表水流推进数据估算的参数可很好地模拟非稳定状态下的水流推进过程,但其模拟地表水流消退过程的效果却普遍较差,而采用基于地表水流消退数据估算的参数虽可较好地模拟稳定状态下的水流消退过程,但用其模拟水流推进过程的精度却有所下降,只有采用基于地表水流推进与消退组合数据估算的参数,才能获得较佳的综合模拟效果。与人工试算法和离散变量法估算的参数相比,基于SGA优化估值参数模拟的畦灌地表水流运动过程效果更好,SGA是改善参数估值精度的有效手段。

积水入渗条件下土壤水分动态变化的野外观测与分析——以内蒙古敖包小流域为例

结合野外积水入渗试验，利用时域反射仪和中子仪进行了积水入渗条件下土壤水分动态变化的观测，并把时域反射仪和中子仪测定的土壤含水率与烘干法进行了对比；

神府东胜煤田复垦区土壤入渗特性的试验研究

土壤入渗性能是最基本的土壤物理特性之一。复垦区土壤的结构组成复杂,入渗特性有别于非矿区土壤。本文以神府东胜煤田马家塔复垦区为研究对象,利用圆盘入渗仪分别测定了复垦区乔木、林地、荒地、灌木林地和草地的土壤入渗特性,用经典统计学方法对复垦区土壤入渗性能的空间变异性进行了分析。实测结果表明,不同土地利用方式下的土壤入渗特性有较大的差异;在测定范围内,乔木林地、荒地、草地和灌木林地的稳定入渗率均表现出0 cm>—3 cm>—15 cm的规律性,其中草地稳定入渗率随吸力的变化更明显。研究表明:乔木林地稳定入渗率和累积入渗量的变异系数分别为0.58和0.49.属于中等变异。

计算层状土稳定入渗率的饱和层最小通量法

根据土壤水动力学原理,提出了计算多层土壤稳定入渗率的饱和层最小通量法。采用HYDRUS-1D数值模拟软件,模拟了不同土壤表面水头、多层土壤特性下的稳渗过程,根据模拟结果对饱和层最小通量法进行了检验。结果表明,这种计算多层土壤稳渗率的方法物理意义明确、误差较小。与改进的Green-Ampt公式相比,该方法不需要考虑下层土壤的进水吸力,同时考虑了多层土壤对入渗的影响,更适用于实际情况下分层土壤稳定入渗率的估算,可以为水资源量评价、环境污染评价和相关工程设计等领域提供理论依据。

岩柱中水体入渗过程的高密度电阻率成像法研究

本文应用高密度电阻率成像法探讨了室内实验尺度岩柱中的这一入渗过程。首先建立了电法勘探的电位场数学模型,用有限元法进行了电位场正问题的求解。然后应用基于序列二次规划(SQP)方法的电阻率反演算法,由测量数据反演得到了岩石电阻率在二维空间上的分布。由岩柱中水体入渗过程的电法测量数据反演得到的电阻率图像反映了岩柱中水分的空间变化过程。岩柱中电阻率的空间分布及其随时间的变化表明水体的入渗是不均匀的,在岩柱周边渗流较快,而在中部存在滞后现象。得到的相对电阻率图像也反映了岩柱周边存在的微裂隙。

宁夏中部干旱风沙区降雨入渗补给系数的估算

降雨入渗补给量是干旱地区地下水资源的重要组成部分,降雨入渗补给系数取用的正确与否直接关系到降雨入渗补给量的估算。宁夏中部干旱风沙区地下水资料相对较少,只能采用现场观测与验证结合的方式进行确定。利用宁夏盐池县猫头梁降雨资料与地下水动态观测资料对宁夏中部干旱风沙区的降雨入渗补给系数进行估算,并用宁夏同心县长沙河流域地下水资料进行验证,得出宁夏中部干旱风沙区的降雨入渗补给系数0.119～0.257,为该地区水资源评价工作提供依据。

田间入渗率的随机模拟分析

本文应用动态数据处理方法中时间序列的理论,对一田间试验地块稳定入渗率的空间变异性进行了分析研究.试验田块45m×45m,曾用两排不同盐分浓度的水喷灌.垂直于喷灌支管方向田间稳定入渗率变异较大,呈对数正态分布.根据样品自相关函数(SACF),入渗率序列是非平稳的.这一空间序列的非平稳性倾向可用一5次幂函数表示.对残余值随机序列可用一阶自回归和一阶滑动平均(AR(1)MA(1))随机模型拟合. 试验田块由于5年来采用不同的水盐组合灌溉模式,其入渗率在空间的变异性可分析为由三部分组成:用一5次幂函数反映其表土土壤由于用不同水盐组合灌溉模式使土壤性质变异而引起的确定性组成成分、反映土壤结构在空间固有的变异,及由于耕作条件等引起的随机模拟组成部分、和由于量测误差及其他因素所引起的噪音部分. 随机模型估算残余值加上5次幂函数值与实测值比较,结果良好,r^2=0.828.

平原地区降雨入渗补给地下水的模拟试验研究方法

降雨入渗补给量在平原地区约占地下水总补给量的50～80％。本文采用人工降雨模拟试验的方法,从分析降雨入渗水分运动特点着手,寻求在不同的土壤和地下水埋深的条件下,入渗总量与降雨量、降雨强度以及土壤前期含水量等要素的关系,并根据蓄满入渗补给的原理,计算入渗总量中补给地下水的部分,同时,又将上述方法得出的结果与其它方法计算的结果及地下水动态资料进行了对比。

沧州市年降雨入渗补给系数分析

0 前言 年降雨入渗补给系数是推求年降雨入渗补给地下水量的重要水文地质参数。以往该区多年平均年降雨入渗补给系数为0.15。但近些年来由于地下水位的下降,势必引起年降雨入渗补给系数的变化。本文依据典型年(1987、1988、1989年)地下水埋深降雨等资料对年降雨入渗补给系数进行了分析,结果是:1987(丰)年为0.27;1988(平)年为0.26,1989(枯)年为0.25;平均为0.26。从而为推求我市现状条件下的年降雨入渗补给地下水量提供参考的依据。

降水入渗地下水过程中包气带水份势能梯度的变化

降水通过包气带水分增加、减少和向下入渗补给地下水过程中,制约和控制岩土水分运动方向与入渗速度大小的水分势能梯度,因岩土吸水或者脱水状态的不同,初始含水量大小的不同和含水量的改变,而发生具有明显特征的则律性变化。本文以室内、外实验数据为基础,以非饱和水流运动定律为理论根据,探讨了岩土水势梯度这种变化在动态方面和剖面上的具体表现。

基岩山区降水入渗补给量的确定方法

众所周知,地下水可恢复资源的多寡是与降水入渗补给量密切相关的。在基岩山区,计算降水入渗补给量和降水入渗补给系数比平原地区要困难得多。目前,我国多采用'割基流'法求山区的降水入渗量。根据淮河流域山区的资料,其数值多偏小,准确度较差。况且,此法求得的是区域平均值,不能区分不同的岩性、不同自然地理条件下的入渗情况,因此,有必要探讨更合适的方法。本文从研究基岩山区降水入渗的机制入手,介绍几种目前可行的计算方法。