夾砂層土壤水鹽運(yùn)移實(shí)驗(yàn)研究

前言

　　非飽和土壤中水鹽運(yùn)移的研究，對(duì)于防治土壤鹽堿化有著重要理論意義和實(shí)用價(jià)值。以前由于量測(cè)技術(shù)和測(cè)試方法的限制，大多數(shù)土壤水鹽運(yùn)移研究集中在均質(zhì)土壤方面，少數(shù)涉及層狀土壤的研究是針對(duì)東部地區(qū)常見(jiàn)的粘土夾層條件開(kāi)展的，對(duì)于西北地區(qū)土壤剖面多見(jiàn)的夾砂層土壤水鹽運(yùn)移則研究甚少。而西北地區(qū)春季土壤表面裸露蒸發(fā)強(qiáng)烈，導(dǎo)致返鹽現(xiàn)象亦較強(qiáng)，成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的嚴(yán)重危脅?！　♂槍?duì)這些實(shí)際問(wèn)題，《夾砂層土壤水鹽運(yùn)移實(shí)驗(yàn)研究》闡述了夾砂層土壤水鹽運(yùn)移的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究及其成果，主要涉及相同潛水位和礦化度（3g／L），不同大氣蒸發(fā)能力條件下，夾砂層強(qiáng)鹽漬土壤的水鹽運(yùn)移規(guī)律及機(jī)理。本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，夾砂層具有阻水抑鹽作用，主要新觀點(diǎn)如下?！　。?）與均質(zhì)土相比，夾砂層對(duì)毛管水上升既有促進(jìn)也有抑制作用，砂層層位對(duì)土壤水蒸發(fā)由促進(jìn)到抑制的轉(zhuǎn)折點(diǎn)為砂土和壤土導(dǎo)水率的相對(duì)大小發(fā)生變化之時(shí)。此外，砂層對(duì)毛管水上升的抑制作用隨砂層層位的升高、厚度的增加以及級(jí)配的變差而增大?！　。?）夾砂層土壤毛管水最大上升高度以及各層土壤含水量分布是否受到影響，主要取決于砂層的質(zhì)地、層位、厚度及其相互關(guān)系，同時(shí)還與同剖面中其他土壤的粒徑有關(guān)。

內(nèi)容概要

本書(shū)系統(tǒng)論述了西北干旱地區(qū)結(jié)構(gòu)性分層土壤的潛水蒸發(fā)和水鹽遷移規(guī)律及理論計(jì)算方法。全書(shū)共分6章，包括緒論、層狀土壤毛管水上升的實(shí)驗(yàn)研究、層狀土壤的潛水蒸發(fā)特性、蒸發(fā)條件下夾砂層土壤的鹽分遷移特性、夾砂層土壤影響水鹽運(yùn)移特性的理論分析、層狀土壤蒸發(fā)強(qiáng)度的理論計(jì)算方法。本書(shū)闡述的科技創(chuàng)新理論和實(shí)踐具有很好的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值，值得推廣。    本書(shū)可供從事農(nóng)業(yè)水利和水資源方面的科研、生產(chǎn)和管理人員閱讀參考，也可作為大專院校相關(guān)專業(yè)教師、研究生的教學(xué)參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  研究背景及意義  1.2  入滲條件下層狀土壤水分和溶質(zhì)運(yùn)移研究現(xiàn)狀    1.2.1  “壚蓋砂”層狀土壤水分和溶質(zhì)運(yùn)移研究動(dòng)態(tài)    1.2.2  “砂蓋壚”層狀土壤水分和溶質(zhì)運(yùn)移研究動(dòng)態(tài)    1.2.3  “壚砂交錯(cuò)”層狀土壤水分和溶質(zhì)運(yùn)移研究動(dòng)態(tài)  1.3  蒸發(fā)條件下層狀土壤水分和溶質(zhì)運(yùn)移研究現(xiàn)狀    1.3.1  蒸發(fā)條件的模擬和數(shù)據(jù)采集方法    1.3.2  層狀土壤毛管水的上升規(guī)律    1.3.3  夾層土質(zhì)對(duì)土壤水蒸發(fā)強(qiáng)度和土體積鹽的影響    1.3.4  潛水蒸發(fā)的計(jì)算方法  1.4  層狀土壤水鹽運(yùn)移數(shù)值模擬  1.5  存在問(wèn)題  1.6  研究?jī)?nèi)容及方法    1.6.1  研究?jī)?nèi)容    1.6.2  研究方法和技術(shù)路線  1.7  實(shí)驗(yàn)研究方法    1.7.1  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)    1.7.2  實(shí)驗(yàn)測(cè)定項(xiàng)目及方法  1.8  小結(jié)  參考文獻(xiàn)第2章  層狀土壤毛管水上升的實(shí)驗(yàn)研究  2.1  實(shí)驗(yàn)方法  2.2  實(shí)驗(yàn)結(jié)果    2.2.1  均質(zhì)土壤的毛管水分運(yùn)動(dòng)特性    2.2.2  夾砂層土壤的毛管水分運(yùn)動(dòng)特性    2.2.3  砂層對(duì)毛管水分運(yùn)動(dòng)特性影響的機(jī)理分析  2.3  小結(jié)  參考文獻(xiàn)第3章  層狀土壤的潛水蒸發(fā)特性  3.1  實(shí)驗(yàn)方法    3.1.1  實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及方法    3.1.2  蒸發(fā)開(kāi)始時(shí)間的確定    3.1.3  實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)定的參數(shù)及方法  3.2  均質(zhì)土壤潛水蒸發(fā)的特性    3.2.1  均質(zhì)土累積蒸發(fā)量與大氣蒸發(fā)能力的關(guān)系    3.2.2  不同蒸發(fā)能力條件下均質(zhì)鹽土蒸發(fā)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化    3.2.3  均質(zhì)鹽土蒸發(fā)強(qiáng)度與大氣蒸發(fā)能力的關(guān)系  3.3  均質(zhì)土壤潛水蒸發(fā)強(qiáng)度計(jì)算方法    3.3.1  潛水穩(wěn)定蒸發(fā)強(qiáng)度的計(jì)算方法及模型驗(yàn)證    3.3.2  潛水非穩(wěn)定蒸發(fā)過(guò)程的理論分析和計(jì)算方法比較  3.4  層狀土壤潛水蒸發(fā)特性    3.4.1  不同夾砂層層狀土壤的潛水蒸發(fā)特性    3.4.2  砂層各因素對(duì)蒸發(fā)強(qiáng)度的影響    3.4.3  蒸發(fā)過(guò)程中各處理土壤剖面的含水量變化特性  3.5  層狀土壤潛水蒸發(fā)強(qiáng)度.的計(jì)算方法及模型研究    3.5.1  不同大氣蒸發(fā)能力下層狀土壤潛水穩(wěn)定蒸發(fā)強(qiáng)度的計(jì)算方法    3.5.2  層狀土壤潛水非穩(wěn)定蒸發(fā)強(qiáng)度的理論分析及計(jì)算方法比較  3.6  小結(jié)  參考文獻(xiàn)第4章  蒸發(fā)條件下夾砂層土壤的鹽分遷移  4.1  實(shí)驗(yàn)方法    4.1.1  實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)及方法    4.1.2  實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)定的參數(shù)及方法  4.2  結(jié)果分析    4.2.1  砂層對(duì)土體積鹽和土壤剖面鹽分分布的影響    4.2.2  土表返鹽量與累積蒸發(fā)量的關(guān)系    4.2.3  夾砂層土壤剖面鹽分離子的動(dòng)態(tài)變化特征    4.2.4  各離子含量與土壤總鹽量之間的差系  4.3  小結(jié)  參考文獻(xiàn)第5章  夾砂層土壤影響水鹽運(yùn)移特性的理論分析  5.1  潛水蒸發(fā)與土壤質(zhì)地的關(guān)系  5.2  潛水蒸發(fā)與土壤層次排列的關(guān)系  5.3  潛水蒸發(fā)與砂層層位和厚度的關(guān)系    5.3.1  砂層層位對(duì)潛水蒸發(fā)影響的理論分析    5.3.2  砂層厚度對(duì)水分蒸發(fā)影響的理論分析  5.4  潛水蒸發(fā)與砂層質(zhì)地的關(guān)系    5.4.1  潛水蒸發(fā)與砂層級(jí)配的關(guān)系    5.4.2  潛水蒸發(fā)與砂層粒徑的關(guān)系  5.5  潛水蒸發(fā)與土壤剖面溫度梯度的關(guān)系    5.5.1  不同大氣蒸發(fā)條件下均質(zhì)土壤剖面的溫度變化特征    5.5.2  夾砂層土壤剖面溫度的變化特征  5.6  小結(jié)  參考文獻(xiàn)第6章  層狀土壤蒸發(fā)強(qiáng)度的理論計(jì)算方法  6.1  穩(wěn)定蒸發(fā)條件下的水分運(yùn)動(dòng)  6.2  均質(zhì)土壤蒸發(fā)強(qiáng)度的理論分析及計(jì)算    6.2.1  均質(zhì)土壤穩(wěn)定蒸發(fā)強(qiáng)度的理論分析    6.2.2  均質(zhì)土壤穩(wěn)定蒸發(fā)強(qiáng)度和極限蒸發(fā)強(qiáng)度的理論計(jì)算    6.2.3  均質(zhì)土壤潛水極限蒸發(fā)強(qiáng)度計(jì)算模型的參數(shù)敏感性分析  6.3  層狀土壤蒸發(fā)強(qiáng)度的理論分析與計(jì)算    6.3.1  層狀土壤穩(wěn)定蒸發(fā)的理論分析    6.3.2  層狀土壤潛水極限蒸發(fā)強(qiáng)度的理論計(jì)算  6.4  小結(jié)  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)主要為大型土柱實(shí)驗(yàn)，其中，以武漢大學(xué)農(nóng)水實(shí)驗(yàn)室和南京土肥所的土柱實(shí)驗(yàn)較為典型。一般用白熾燈或紅外線燈。照射（250w）模擬穩(wěn)定蒸發(fā)（也有用電風(fēng)扇調(diào)節(jié)風(fēng)力大小），用標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)皿（d=20cm）或與土柱蒸發(fā)面積相等的觀測(cè)裝置率定水面蒸發(fā)量（對(duì)資料進(jìn)行分析和計(jì)算，得到表土蒸發(fā)量E與土壤含水率之間的關(guān)系），土柱底部設(shè)排水濾層（石英砂反率層）及地下水位控制裝置（馬氏供水箱），模擬不同地下水埋深；土壤表層溫度由自動(dòng)溫控裝置控制。當(dāng)實(shí)驗(yàn)中考慮地下水位時(shí)，土面蒸發(fā)量一般用水量平衡法計(jì)算；如不考慮地下水時(shí)，則用稱重法（精度為0.1 g）測(cè)其土柱蒸發(fā)量?！　⊥寥浪值臏y(cè)定，在野外一般采用中子儀和洛陽(yáng)鏟取土的方法進(jìn)行測(cè)定；在室內(nèi)多數(shù)用Y射線法進(jìn)行非破壞性測(cè)定，也有用取土法測(cè)定或在土柱不同深度處布設(shè)張力計(jì)以監(jiān)測(cè)土壤水分動(dòng)態(tài)變化，由于取土法對(duì)時(shí)間的要求較為嚴(yán)格，所以實(shí)驗(yàn)裝置一般都是可拆卸式的。土壤中鹽分或其他離子的測(cè)定，一種方法是在取土.的同時(shí)測(cè)定土壤中鹽分的含量；第二種方法是在與張力計(jì)位置相同處預(yù)埋鹽分傳感器以便于對(duì)土壤鹽分的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。由于鹽分傳感器的滯后作用，使得取土法比鹽分傳感器的測(cè)定結(jié)果更為準(zhǔn)確，但取土法由于對(duì)原土柱的擾動(dòng)而影響了水流全斷面的連續(xù)性，同時(shí)取土法也存在一定的時(shí)間滯后現(xiàn)象，因此也存在著誤差累積和難以及時(shí)掌握鹽分動(dòng)態(tài)等一些問(wèn)題。

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