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河套灌区典型夹砂层农田水分通量模拟与灌溉制度优化
1
作者 孙伟 史海滨 +3 位作者 李仙岳 苗庆丰 冯壮壮 苏海涛 《农业机械学报》 北大核心 2025年第7期639-652,共14页
为揭示不同灌溉制度下河套灌区典型夹砂层农田水分运移机制,在砂层埋深大于40 cm农田设置高水(W1)、中水(W2)、低水(W3)3个灌水水平,高氮(F1)、中氮(F2)、低氮(F3)3个施氮水平,观测土壤含水率,基于田间试验结果,利用HYDRUS-1D模型对典... 为揭示不同灌溉制度下河套灌区典型夹砂层农田水分运移机制,在砂层埋深大于40 cm农田设置高水(W1)、中水(W2)、低水(W3)3个灌水水平,高氮(F1)、中氮(F2)、低氮(F3)3个施氮水平,观测土壤含水率,基于田间试验结果,利用HYDRUS-1D模型对典型夹砂层农田土壤水分运移过程进行模拟,分析了不同砂层埋深及不同灌溉制度对根区土壤水分通量与玉米根系吸水量的影响规律。结果表明:根区土壤水分渗漏损失量随砂层埋深增加而减小,可提高根系对砂层以上根区水分的利用。随灌水量增加,根区土壤水分渗漏的减少效果更加明显。当砂层埋深为20~40 cm时,砂层上边界土壤水分向下迁移量占灌水量的12.39%~98.19%;当砂层埋深大于40 cm时,土壤水分向下迁移量降为灌水量的2.73%~7.00%,水分有效利用率显著提高。根系受到的最大水分亏缺发生在第2次灌水后至第3次灌水前,占总亏缺量的56.04%~68.56%,拔节期至第1次灌水的水分亏缺最小。根系受到的总水分亏缺量随砂层埋深增加而逐渐降低,砂层埋深越深,水分亏缺量越低,与砂层埋深20~40 cm相比,根系受到的总水分亏缺量降低10.76%~45.63%。不同生育阶段根系受到的最大水分胁迫均在砂层埋深20~40 cm,随砂层埋深增加,水分亏缺量逐渐降低,最大降幅达82.61%。综合考虑夹砂层土壤水分迁移、根系受到的水分亏缺,建议在夹砂层土壤农田春玉米灌溉时根据砂层分布因地制宜定灌溉制度,砂层埋深20~40 cm,推荐春玉米在生育期灌溉定额为189~216 mm,砂层埋深40~60 cm,推荐灌溉定额为243~270 mm,砂层埋深大于60 cm,推荐灌溉定额为216~270 mm。研究结果可为河套灌区典型夹砂层土壤农田水分高效利用与灌溉制度制定提供理论依据。 展开更多
关键词 夹砂层农田 土壤水分运移 根系胁迫 HYDRUS-1D模型 灌溉制度
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坡耕地整地下农田土壤水分与团粒特征互作关系
2
作者 张详曙 陈晓冰 +4 位作者 倪晓庆 刘雍鑫 义轩 许昊 杨婷 《农业工程学报》 北大核心 2025年第2期163-174,共12页
土壤团粒是形成土壤结构的基础,从土壤微观角度深入分析土壤团粒与土壤水分之间的作用关系,可为进一步阐明丘陵山区坡耕地整地后土壤结构如何调控田间水肥利用提供理论支撑。该研究将染色示踪试验和扫描电镜试验相结合,利用图像解析、... 土壤团粒是形成土壤结构的基础,从土壤微观角度深入分析土壤团粒与土壤水分之间的作用关系,可为进一步阐明丘陵山区坡耕地整地后土壤结构如何调控田间水肥利用提供理论支撑。该研究将染色示踪试验和扫描电镜试验相结合,利用图像解析、统计分析等方法,探究水平、反坡2种典型整地措施(坡耕地为对照)下田间土壤团粒特征与土壤水分状况之间的互作影响。结果表明:在相同外部供水条件下,整地使田间土壤水分集中分布在0~10 cm土壤浅层空间内,显著小于坡耕地田间土壤水分分布范围,水平和反坡整地后形成的田间土壤水分运动变化程度相比坡耕地分别提高11.09%和7.14%。水平和反坡整地后的土壤团粒相较于坡耕地(平均分形维数为1.19)空间分布均匀程度更高(平均分形维数分别为1.16和1.18),整地使土壤团粒中孔隙大小组成的差异性分别降低5.81%(水平)和10.10%(反坡),且水平台田间土壤团粒中孔隙空间分布方向更复杂(概率熵为0.957 8)。水平台土壤团粒特征中的空间分布均匀化程度对其田间土壤水分空间分布和运动的影响程度最大(关联度为0.812),而反坡台和原状坡耕地的土壤团粒大小组成对土壤水分空间分布和运动的影响程度最大(关联度分别为0.708和0.698)。整地措施显著改变坡耕地土壤团粒状况,进而影响田间土壤水分。因此,针对丘陵山区坡耕地选择适宜的整地措施,一定程度上可以有效改善田间土壤结构,进而调控土壤水分状况,促进农业生产。 展开更多
关键词 水平整地 反坡整地 土壤团粒结构 土壤水分分布 土壤水分运动
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细粒土黏性对液化与循环软化特性影响研究
3
作者 董林 陈强 +3 位作者 夏坤 李彦苍 李燕 王晓磊 《岩土力学》 北大核心 2025年第S1期228-237,共10页
为研究软黏土循环软化与粉土液化的特性差异,包括黏性(可塑性)对饱和细粒土动强度及孔压特性的影响,以及孔压对土体动模量阻尼比的影响趋势。选取邯郸市一种典型粉土与两种粉质黏土,并对粉土添加不同含量蒙脱石黏粒,开展均等固结动三轴... 为研究软黏土循环软化与粉土液化的特性差异,包括黏性(可塑性)对饱和细粒土动强度及孔压特性的影响,以及孔压对土体动模量阻尼比的影响趋势。选取邯郸市一种典型粉土与两种粉质黏土,并对粉土添加不同含量蒙脱石黏粒,开展均等固结动三轴试验。结果表明:粉土试样(FT)表现出典型的液化试验现象,孔压比能够达到1.0,且孔压比超过0.6后,动应力大幅衰减,滞回圈逐渐变水平。粉土添加5%、10%、15%、20%黏粒试样孔压比均超过0.8,动应力和滞回圈与粉土现象类似。粉质黏土峰值孔压不能达到围压,孔压比低于0.7,孔压波动幅度大,动应力衰减缓慢,滞回圈形态饱满。保持等干密度对粉土添加黏粒,动强度先降再升,粉质黏土强度显著高于粉土。随黏性增强,双幅应变为5%时的振次孔压比逐渐降低。5组粉土模量比随孔压上升快速下降,且均在孔压比达到0.8后,模量接近0并趋于平缓。在相同的应变水平下,两组粉质黏土模量比整体高于5组粉土。黏性最强的粉质黏土(FN1)阻尼比随孔压上升而一直上升,其他试样阻尼比都是先增大后减小,粉土试样(FT)液化时阻尼比接近0。土样黏性越强,双幅应变为5%时振次阻尼比越大。 展开更多
关键词 饱和细粒土 黏性(可塑性) 动三轴试验 孔隙水压力 动模量 阻尼比
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土壤质地和滴头流量对地下滴灌土壤水分运移特征的影响
4
作者 贾明磊 魏飒 +2 位作者 刘帆 张玉翠 沈彦俊 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期749-758,共10页
地下滴灌是一种局部灌溉方式,灌溉水经由滴头在土壤中形成湿润体的过程对作物生长用水至关重要。根据土壤质地、滴头流量和土壤含水率等因素选择适宜的灌溉参数,能够避免灌溉过量或不足。本研究以壤土、砂土和黏土3种质地土壤为研究对象... 地下滴灌是一种局部灌溉方式,灌溉水经由滴头在土壤中形成湿润体的过程对作物生长用水至关重要。根据土壤质地、滴头流量和土壤含水率等因素选择适宜的灌溉参数,能够避免灌溉过量或不足。本研究以壤土、砂土和黏土3种质地土壤为研究对象,设置地下滴灌滴头埋深为30 cm,对0.39 L·h^(−1)、0.90 L·h^(−1)和1.38 L·h^(−1)流量下土壤湿润锋的变化规律进行观测。结果表明,不同土壤类型含水量变化对不同滴头流量的响应存在差异,壤土和砂土在高流量下更易形成规律的湿润体,而黏土则受到滞水效应的影响,在低流量时表现出明显的滞水特性。不同土壤质地对水分运移的影响也有所不同,砂土中湿润锋垂直向下运移距离最大,但垂直向上运移距离为15~20 cm,比壤土小,运移能力较低;黏土中水分运移所受阻力最大,因此在各方向运移距离最短,但变化持续时间最长;壤土中水分运移距离在水平和垂直向下方向上均处于居中水平,垂直向上运移距离最大,说明壤土中水分向上的传输能力最强,该土壤类型相对砂土和黏土更适合30 cm左右埋深的地下滴灌。对于同一质地而言,砂土和壤土中湿润锋在3个方向的运移速率均随滴头流量的增加而增大;黏土水分湿润锋在水平和垂直向下方向运移速率随滴头流量在6%~10%之间变化,相对其他土壤质地变化程度较小,说明黏土水分湿润锋运移在这两个方向上受流量影响较小,但其垂直向上方向运移速率随滴头流量增加先降低再增加,且降低幅度远高于增加幅度,说明较低流量更有利于黏土水分向上运移。在3种土壤质地和3种滴头流量下,随着入渗时间的延长,湿润锋的运移速率总体呈逐渐减缓的趋势;随滴灌流量的增加,湿润锋在水平方向与垂直向上方向的运移距离之比相应增大,说明流量增加相对于土壤水分向上运移来说更有利于促进其水平运移能力。此外,湿润锋水平和垂直方向的运移速率与入渗时间遵循幂函数的规律。砂土垂直向上只运移到距地表10 cm左右处,壤土在3种流量条件下垂直向上运移均达到地表,黏土垂直向上只运移到距地表10.3 cm处。综上所述,不同质地土壤进行地下滴灌时,砂土的滴头埋深须在15 cm以内,流量在0.39 L·h^(−1)左右可以保证作物苗期用水的同时减少渗漏;对于壤土而言,滴头埋深可增至30 cm,流量需依据种植作物出苗时间、灌溉时间以及节水目标决定;黏土滴灌不适合深埋和深根系植物。 展开更多
关键词 地下滴灌 土壤质地 滴头流量 湿润锋 土壤水分运移规律
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深松耕作对冬小麦畦灌水流运动和灌水质量的影响
5
作者 王万宁 郑和祥 孙景生 《节水灌溉》 北大核心 2025年第6期16-22,共7页
为探究深松耕作方式对华北平原冬小麦畦灌灌水技术参数及土壤入渗特性的影响,设置冬小麦耕作模式(深松+旋耕PS、传统耕作对照CK)和畦灌灌水技术参数(畦宽1.7、3.4、5.1 m和入畦流量30、40 m^(3)/h)处理8种组合,结合冬小麦拔节、抽穗期... 为探究深松耕作方式对华北平原冬小麦畦灌灌水技术参数及土壤入渗特性的影响,设置冬小麦耕作模式(深松+旋耕PS、传统耕作对照CK)和畦灌灌水技术参数(畦宽1.7、3.4、5.1 m和入畦流量30、40 m^(3)/h)处理8种组合,结合冬小麦拔节、抽穗期灌水数据,采用WinSRFR模型反演不同处理的土壤入渗参数并评价其灌水质量。深松较传统处理冬小麦拔节和抽穗期畦灌水流推进的总时长分别平均延长了5.58和5.87 min。WinSRFR模型能较好地对深松耕作后畦灌水流运动过程进行模拟,R^(2)均在0.93以上,深松较传统耕作冬小麦拔节期土壤入渗系数K和入渗指数a分别平均提高了20.72%、1.41%。深松后K值随着畦宽和入畦流量的增加而减小。深松耕作处理冬小麦拔节期灌水效率、储水效率和灌水均匀度分别较传统耕作平均提高了2.76%、5.95%和4.95%,深层渗漏损失量平均减小了15.05%。深松后畦宽3.4 m,入畦流量为40 m^(3)/h的灌水技术参数组合的畦灌灌水质量的综合平均值最优,深层渗漏量最小。 展开更多
关键词 深松耕作 畦灌水流运动 土壤入渗 WinSRFR 灌水质量评价
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秸秆还田及有机肥替代化肥对[土娄]土物理肥力及作物产量的影响
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作者 窦春宇 郭赛楠 +6 位作者 高玉婷 韩燕 薛彦飞 胡昌录 徐虎 杨学云 张树兰 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2025年第6期1056-1072,共17页
【目的】秸秆和有机肥高效利用是实现我国农业绿色高效发展的重要途径之一。本研究探讨了秸秆还田以及有机肥替代化肥比例对土土壤物理性质及作物产量的影响,以期为区域合理的养分资源管理及作物高产高效提供理论依据。【方法】基于陕... 【目的】秸秆和有机肥高效利用是实现我国农业绿色高效发展的重要途径之一。本研究探讨了秸秆还田以及有机肥替代化肥比例对土土壤物理性质及作物产量的影响,以期为区域合理的养分资源管理及作物高产高效提供理论依据。【方法】基于陕西关中平原土上连续9年的冬小麦-夏玉米轮作体系有机肥投入量定位试验,选择小麦-玉米双季秸秆还田(SNPK)、有机肥替代50%化肥(50%M)以及有机肥替代100%化肥(100%M)、单施化肥(NPK)4个处理小区,采集田间原状土,分析土壤容重、总孔隙度、团聚体分布、团聚体稳定性、水分特征曲线、饱和导水率以及非饱和导水率,并测定作物根系生长以及产量。【结果】与单施化肥(NPK)相比,秸秆还田以及有机肥施用处理基本没有显著影响土壤容重、总孔隙度、团聚体分布比例及团聚体稳定性。土壤水分特征曲线结果显示,在30 kPa下100%M处理土壤含水量显著高于NPK处理,其他吸力下各处理土壤含水量整体趋势表现为:NPK<50%M<SNPK<100%M。100%M处理较NPK处理显著提高了表层(0—5 cm)土壤的毛管孔隙体积,并显著提高了土壤亚表层(10—15 cm)无效孔隙的体积。与NPK相比,秸秆还田以及有机肥施用提高了土壤饱和导水率,但处理间非饱和导水率没有显著差异。此外,施用有机肥显著提高了表层(0—15 cm)土壤中夏玉米的根重密度和根长密度,对冬小麦根系生长没有显著影响。SNPK和50%M能够维持与NPK处理相近的作物产量和生物量,而100%M较NPK处理显著降低了夏玉米的产量和冬小麦的生物量以及总产量和总生物量,没有显著影响冬小麦产量和夏玉米生物量。【结论】在陕西关中平原的冬小麦-夏玉米种植体系中,通过连续9年实施秸秆双季还田配合常规化肥和有机肥替代50%化肥的措施,显著改善了土壤持水能力,促进了夏玉米根系生长,而且产量与单施化肥的处理相近。而100%施用有机肥处理降低了养分对玉米产量的贡献,且对土壤物理性状没有明显的改善效果。因此,该区域不适合100%施用有机肥。此外,秸秆还田以及有机肥替代50%化肥对作物产量和土壤物理肥力的影响仍需持续监测。 展开更多
关键词 小麦-玉米体系 团聚体稳定性 土壤容重 饱和导水率 非饱和导水率 土壤水分特征曲线
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祁连山东部不同密度白桦天然次生林持水性能及土壤传递函数的构建
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作者 石正阳 程唱 +6 位作者 邹星晨 左亚凡 李睿 刘仟仟 刘婧雯 彭小静 贺康宁 《生态学报》 北大核心 2025年第8期4059-4071,共13页
土壤饱和导水率(K_S)作为评价土壤入渗与透水能力的核心指标,探究其影响因素对深入理解和评估森林水源涵养功能有着重要意义。研究聚焦于祁连山东部白桦天然次生林的土壤容重、有机碳、田间持水量、孔隙度等关键理化指标,对林地持水性... 土壤饱和导水率(K_S)作为评价土壤入渗与透水能力的核心指标,探究其影响因素对深入理解和评估森林水源涵养功能有着重要意义。研究聚焦于祁连山东部白桦天然次生林的土壤容重、有机碳、田间持水量、孔隙度等关键理化指标,对林地持水性能进行综合评价,并深入分析土壤理化性质对K_S的影响。采用多元逐步回归分析法建立土壤传递函数模型,为验证模型的有效性,对比新建模型与现有6种土壤传递函数模型的预测精度,以确定适用于本研究区的最优模型。研究结果表明:(1)该区域K_S值变化范围为0.25—3.94mm/min,均值为1.64mm/min。利用熵权法评估土壤持水能力发现K_S所占权重较高,且林分密度在600—900株/hm~2时,林地持水性能综合得分最高。(2)通过Pearson分析揭示了K_S与粘粒、粉粒含量以及土壤容重呈显著负相关关系,与砂粒含量、有机碳含量以及孔隙度等指标呈显著正相关关系。(3)对比7个土壤传递函数模型的预测效能,研究构建的新模型在拟合效果上表现最优,预测值与实测值的决定系数(R~2)高达0.85。综上,K_S可作为评价祁连山东部白桦天然林林地持水能力的关键指标,且林分密度在600—900株/hm~2时,林地持水性能最佳。本研究新建土壤传递函数模型可用于估算该区K_S,为祁连山东部水源涵养林的优化管理和生态建设提供了重要的数据支撑和科学依据。 展开更多
关键词 土壤饱和导水率 土壤传递函数 白桦林 祁连山东部
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强降雨作用下原状黄土土柱入渗试验
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作者 申继先 赵本超 +5 位作者 王探宇 董金玉 王波波 赵志强 葛玉 周海韵 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第4期997-1006,共10页
为研究强降雨作用下水分在原位黄土中的入渗规律,在小浪底北岸灌区隧道冒顶灾害附近取得高120 cm、直径60 cm的原状土柱,并基于土柱开展多次降雨入渗模拟试验,监测得到土柱不同深度处土体含水量变化规律,揭示水分在原位黄土中的入渗过... 为研究强降雨作用下水分在原位黄土中的入渗规律,在小浪底北岸灌区隧道冒顶灾害附近取得高120 cm、直径60 cm的原状土柱,并基于土柱开展多次降雨入渗模拟试验,监测得到土柱不同深度处土体含水量变化规律,揭示水分在原位黄土中的入渗过程。结果表明:试验初期土柱表层土体初始含水量低、基质势高,水分入渗速率快,而深部土体湿润锋锋面含水量变化平稳、基质势低,水分入渗速率慢;多次强降雨叠加作用下,土体导水性增强、湿润锋下移速率显著增加;基于监测数据分阶段建立幂指数和线性形式的湿润锋运动模型,可用于预测考虑强降雨叠加效应下原状黄土中湿润锋的运动过程。 展开更多
关键词 强降雨 原状土柱 体积含水量 入渗过程 湿润锋 运动模型
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地下水位变动下抗滑桩加固土坡稳定性上限分析
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作者 邓波 肖育奇 +1 位作者 杨明辉 王东星 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第4期710-719,共10页
鉴于坡体非饱和区吸力效应的重要性,本文将吸力引入极限分析上限法中,构建能量平衡方程。结合强度折减法,采用对数螺旋破坏机制提出一种评估地下水位骤降作用下抗滑桩加固部分饱和土边坡稳定性方法,即求解了抗滑桩阻滑力。通过与已有文... 鉴于坡体非饱和区吸力效应的重要性,本文将吸力引入极限分析上限法中,构建能量平衡方程。结合强度折减法,采用对数螺旋破坏机制提出一种评估地下水位骤降作用下抗滑桩加固部分饱和土边坡稳定性方法,即求解了抗滑桩阻滑力。通过与已有文献结果对比,验证了该方法的合理性,并探讨了基质吸力、地下水位、抗剪强度模型及土体类型等对抗滑桩阻滑力的影响。结果表明:基质吸力的存在不会影响抗滑桩有效加固位置。抗滑桩阻滑力随地下水位的下降而减少,且基质吸力及其相关摩擦角越大,抗滑桩阻滑力的吸力减少效应越明显。选择不同土体类型和抗剪强度模型对抗滑桩阻滑力有影响,尤其对于黏土和极细粒土,建议在分析时由土体类型确定合适的抗剪强度模型。本研究成果对于抗滑桩的设计具有重要的实践指导意义。 展开更多
关键词 边坡 抗滑桩 稳定性 部分饱和土 地下水位变动 基质吸力 抗剪强度模型 上限定理
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鄱阳湖典型湿地土壤水稳定同位素特征及对水分运动的指示
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作者 许秀丽 李云良 +2 位作者 邢子康 陈婷 储小东 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2745-2756,共12页
鄱阳湖水位波动显著,降水、土壤水、地下水转化过程复杂,受限于复杂的湿地野外条件和传统的监测手段,湿地土壤水分运动及其与地下水转化关系的定量研究较为困难.本研究选择鄱阳湖湿地不同高程处典型植被群落,基于生长季水文监测和降水... 鄱阳湖水位波动显著,降水、土壤水、地下水转化过程复杂,受限于复杂的湿地野外条件和传统的监测手段,湿地土壤水分运动及其与地下水转化关系的定量研究较为困难.本研究选择鄱阳湖湿地不同高程处典型植被群落,基于生长季水文监测和降水、湖水、地下水、0~80cm根区土壤水氢氧同位素测试,分析了不同植被群落根区土壤水同位素变化特征,阐释了不同水文时期湿地土壤水分运动过程,量化了地下水与土壤水的转化关系.结果显示,高位滩地茵陈蒿群落(Artemisia capillaris)的土壤水蒸发线斜率(5.91)明显低于当地大气降水线(LMWL,7.60),0~60cm土壤水lc-excess指数为负,说明土壤蒸发作用较强,最大影响深度为60cm.而中、低高程滩地处芦苇(Phragmites australis)和灰化薹草(Carex cinerascens)群落的土壤水蒸发线斜率(6.70和6.75)略低于LMWL,土壤水lc-excess值均接近于0,显示蒸发作用较小.在土壤水分运动方面,茵陈蒿群落土壤水剖面δ^(18)O在春季(5月)、夏季(6~8月)随深度增加而富集,表明土壤水受降水补给,并以活塞流模式下渗;秋季(9~10月)土壤水δ^(18)O明显富集,且随深度增加而贫化,指示主要受蒸发作用的影响此外,茵陈蒿群落根区土壤水δ^(18)O较地下水同位素显著富集,在地下水埋深最浅时(1.92m),土壤水中未发现地下水的贫化同位素信号及明显的水分补充说明根区土壤水与地下水间的垂向水文连通受阻.芦苇和薹草群落土壤水运动受地下水波动影响明显.在地下水位上升期(4~5月),芦苇和薹草群落浅层(0~40cm)土壤水主要来源大气降水,深层土壤水(40~80cm)受毛细水上升补给,地下水对根区土壤水的补给贡献超50%;在地下水浅埋期(6、8月),芦苇群落土壤水和地下水转化频繁;在地下水位下降期(9~10月),芦苇和薹草群落表现出非均匀土壤水流过程,存在明显优先流. 展开更多
关键词 稳定同位素 土壤水运动 优先流 地下水补给 鄱阳湖湿地 洪泛环境
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基于非线性井阻的饱和软弱土无砂增压式真空预压分析方法
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作者 倪睿思 肖世国 +1 位作者 吴兵 梁瑶 《岩土力学》 北大核心 2025年第7期2160-2178,共19页
针对无砂增压式真空预压的特点,充分考虑排水板井阻的时空非线性变化特性、增压荷载与增压管长度的关系等要素,建立了以增压管为中心的非理想井径向渗流计算单元模型,推导出非齐次偏微分控制方程。基于Sturm-Liouville本征理论,利用本... 针对无砂增压式真空预压的特点,充分考虑排水板井阻的时空非线性变化特性、增压荷载与增压管长度的关系等要素,建立了以增压管为中心的非理想井径向渗流计算单元模型,推导出非齐次偏微分控制方程。基于Sturm-Liouville本征理论,利用本征函数展开法求解得到超静孔压的解析解,并针对增压常载、后期增压常载及后期间歇式增压等3种典型实际增压模式,分别给出了地基超静孔压和平均固结度的解析表达式。实例分析表明,超静孔压随着增压管长度增大而增大,沿深度始终呈逐渐增大的非线性分布模式;开启增压后超静孔压瞬时增大,尤其地基中下部增加明显,其后消散速度也增大;增压总时长对地基固结度影响较为显著,增压荷载为20、40 kPa时,总时长为100 d比50 d的固结度分别可提高约8%、9%。 展开更多
关键词 饱和软弱土 增压式真空预压 排水固结 超静孔隙水压力 固结度
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粉煤灰、腐植酸和秸秆复合改良红壤初期的水盐运动特征
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作者 覃超建 盛丰 《农业资源与环境学报》 北大核心 2025年第3期674-682,共9页
为探究粉煤灰、腐植酸和秸秆复合改良红壤初期的水盐运动的特征,本研究采用一维垂直入渗试验探讨了粉煤灰(A:7、14、21 kg·m^(-2))、生化黄腐酸(B:3、6、9 g·kg^(-1))和秸秆(C:0.37、0.56、0.75 kg·m^(-2))不同配施方案... 为探究粉煤灰、腐植酸和秸秆复合改良红壤初期的水盐运动的特征,本研究采用一维垂直入渗试验探讨了粉煤灰(A:7、14、21 kg·m^(-2))、生化黄腐酸(B:3、6、9 g·kg^(-1))和秸秆(C:0.37、0.56、0.75 kg·m^(-2))不同配施方案对复合改良初期土壤中湿润锋运移、地表入渗和盐分分布的影响。结果显示:在复合改良初期,复合改良剂明显降低了湿润锋的迁移速率、地表初始入渗速率和稳定入渗速率,较空白处理分别降低了12.56%~54.33%、23.63%~79.03%和27.82%~82.19%,粉煤灰是引起上述入渗特征指标降低的主导因素(P<0.05);复合改良显著增大了土壤中的盐分含量,在入渗水流作用下,土壤盐分随水流向改良层与底土层交界面快速聚集,土壤表层(0~8 cm)和深层(12~20 cm)的盐分含量较空白处理分别增加1.10~2.55倍和0.98~2.71倍。研究表明,在复合改良初期,土壤的入渗能力、导水能力和排水排盐能力均明显降低,会增大农业灌水和施肥的地面流失量,提高农田土壤盐渍化和环境水体污染的风险。因此,尽管复合改良从长期来看对土壤质量提升有益,但应重视复合改良初期改良剂对土壤的不利影响并调整农田管理方式。 展开更多
关键词 土壤改良初期 复合改良剂 一维垂直入渗 水盐运动 Horton入渗模型
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太原市典型林地土壤饱和导水率研究
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作者 程自豪 张嘉玲 +2 位作者 米美霞 王冲宁 徐慧云 《林业调查规划》 2025年第3期121-129,共9页
以太原市10种代表性林地类型土壤为研究对象,用环刀和土钻取样,测定土壤理化性质和土壤饱和导水率(K_(S)),并结合相关性分析和主成分分析,探究影响土壤K_(S)的主要因素。结果表明,刺槐纯林的土壤K_(S)最高,与刺槐×油松混交林、刺槐... 以太原市10种代表性林地类型土壤为研究对象,用环刀和土钻取样,测定土壤理化性质和土壤饱和导水率(K_(S)),并结合相关性分析和主成分分析,探究影响土壤K_(S)的主要因素。结果表明,刺槐纯林的土壤K_(S)最高,与刺槐×油松混交林、刺槐×白皮松不存在显著差异,与其它林地均存在显著差异;土壤K_(S)与土壤容重呈显著负相关关系(r=-0.870),与土壤含水量(r=0.491)、有机质含量(r=0.827)、毛管孔隙度(r=0.673)、总孔隙度(r=0.769)、全氮含量(r=0.604)呈显著正相关关系,其中土壤容重和总孔隙度是影响土壤K_(S)的主导因素,土壤颗粒组成为次要因素;刺槐×油松混交林土壤导水性能的排名最高,刺槐×白皮松混交林和刺槐纯林次之,建议在太原市森林城市建设中优先考虑营造这3种林地,同时减少人为干扰,以达到降低径流量和涵养水源的目的。 展开更多
关键词 土壤饱和导水率(K_(S)) 土壤理化性质 林地类型 土壤入渗性能 水源涵养
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含弱渗透夹层饱和砂土液化后水膜形成的数值模拟 被引量：1
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作者 王炳辉 魏文豪 +2 位作者 金丹丹 许帅 张雷 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期725-731,共7页
针对含弱渗透夹层饱和砂土液化产生水膜对砂土强度和变形指标分布产生的影响,建立了一维饱和砂土液化水膜的有限差分模型,对含弱渗透细砂夹层的饱和砂土液化过程中水膜形成的机制及其发展、消散过程进行模拟,分析土层尤其是夹层的特性... 针对含弱渗透夹层饱和砂土液化产生水膜对砂土强度和变形指标分布产生的影响,建立了一维饱和砂土液化水膜的有限差分模型,对含弱渗透细砂夹层的饱和砂土液化过程中水膜形成的机制及其发展、消散过程进行模拟,分析土层尤其是夹层的特性参数与水膜变化之间的关系.结果表明:超孔隙水压力消散过程中会出现明显的平台阶段,其起、止点时刻正好与水膜最大厚度形成和水膜消失时刻具有较好的对应关系;水膜的形成和发展与高孔压的持续时间密切相关,含弱渗透夹层中,其下方会产生水膜,且饱和砂土中高孔压作用的时长较无夹层明显延长,从而对土体变形产生不利影响;通过与已有试验结果的对比分析,验证了该模型的合理性. 展开更多
关键词 水膜 饱和砂土 孔压消散 弱渗透夹层 土体应变 数值模拟
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广州原状花岗岩残积土非饱和力学特性的试验研究 被引量：1
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作者 杨雪强 王坤 +2 位作者 刘攀 朱海平 林楷彦 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第6期196-206,共11页
【目的】为了研究原状花岗岩残积土的表观黏聚力和有效内摩擦角随基质吸力的变化趋势,【方法】以广州市白云区某医院在挖基坑的原状花岗岩残积土为研究对象,通过室内试验研究原状花岗岩残积土的矿物成分、颗粒级配曲线、基本物理性质指... 【目的】为了研究原状花岗岩残积土的表观黏聚力和有效内摩擦角随基质吸力的变化趋势,【方法】以广州市白云区某医院在挖基坑的原状花岗岩残积土为研究对象,通过室内试验研究原状花岗岩残积土的矿物成分、颗粒级配曲线、基本物理性质指标和微观结构等,借助变水头试验研究原状饱和花岗岩残积土的渗透性,结合非饱和三轴固结排水试验与原状土的微观试验,解释微观结构在宏观层面上对残积土的渗透系数、崩解及基质吸力等的影响,探讨了不同类型土体土水特征曲线差异的原因。【结果】结果显示,研究对象的花岗岩残积土为残积黏性土,主要由高岭土、石英和云母等组成,土体内部孔隙大小不均匀且相互贯通。饱和状态下原状花岗岩残积土的有效黏聚力和有效内摩擦角分别为29.17 kPa和20.99°。【结论】结果表明,非饱和状态下,随饱和度的减小,基质吸力对花岗岩残积土的表观黏聚力和有效内摩擦角均有着明显的影响;Khalili给出的非饱和抗剪强度方程式对花岗岩残积土较为合适。 展开更多
关键词 原状花岗岩残积土 强度参数 饱和度 土水特征曲线 微观结构 基质吸力 力学性能 模型试验
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滨海黏质盐渍土饱和泥浆与不同土水比土壤浸提液电导率的响应关系分析
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作者 王璐 胡鑫慧 +4 位作者 张岸清 郭洪海 郭徽 刘振林 贾曦 《山东农业科学》 北大核心 2024年第6期152-158,共7页
为统一和精准判定耐盐作物种植地块的土壤盐渍化程度,并针对饱和泥浆制备时饱和点的不确定性及其电导率测定的不稳定性等问题,本试验采用室内化验与统计分析方法,系统研究饱和泥浆与饱和土壤溶液两者间含水量和电导率的响应关系,以及饱... 为统一和精准判定耐盐作物种植地块的土壤盐渍化程度,并针对饱和泥浆制备时饱和点的不确定性及其电导率测定的不稳定性等问题,本试验采用室内化验与统计分析方法,系统研究饱和泥浆与饱和土壤溶液两者间含水量和电导率的响应关系,以及饱和泥浆电导率、全盐含量与土水比1∶0.5、1∶1、1∶2.5、1∶3.5、1∶5土壤浸提液电导率与全盐含量的响应和换算关系。结果表明:在滨海黏质盐渍土区,利用计算田间土壤孔隙度得到的饱和土壤溶液含水量、电导率不能直接代替饱和泥浆含水量、电导率,尽管二者的响应关系达到极显著水平;饱和泥浆电导率、全盐含量分别与土水比1∶1和1∶0.5土壤浸提液的数值差异最小,且与土水比1∶0.5~1∶5间各处理土壤浸提液的相应指标均呈极显著的响应关系;饱和泥浆电导率与土水比1∶5土壤浸提液的电导率、饱和泥浆全盐含量与土水比1∶1土壤浸提液全盐含量相关性最高,可分别用最佳拟合线性模型进行换算,模型分别为ECe(mS/cm)=5.406EC1∶5-0.284 4,TSe(g/kg)=0.836 4TS1∶1-0.135 9。 展开更多
关键词 黏质盐渍土 土水比 饱和泥浆 土壤浸提液 电导率 全盐含量
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考虑非达西渗流的泥浆离心脱水分析
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作者 刘忠玉 刘朝凡 +1 位作者 杨宸宇 汪良强 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期85-93,共9页
为深入探究离心脱水技术在处理主要由黏性土组成的建筑废弃泥浆时的内在机理及其影响因素,利用分段线性化方法,充分考虑黏性土中渗流的非达西特性以及土体变形的非线性特征,建立在离心作用下能够考虑其非达西渗流特性的泥浆脱水分析模... 为深入探究离心脱水技术在处理主要由黏性土组成的建筑废弃泥浆时的内在机理及其影响因素,利用分段线性化方法,充分考虑黏性土中渗流的非达西特性以及土体变形的非线性特征,建立在离心作用下能够考虑其非达西渗流特性的泥浆脱水分析模型。通过与已有研究成果及室内试验结果的对比,证明了该模型的有效性。在此基础上,分析了模型参数对脱水过程的影响。研究结果表明:脱水速度和最终土水界面位移量随着电机转速的增大而增大;增加泥浆初始厚度会增大最终土水界面位移量,但会降低初期的土水界面移动速度;压缩指数在初期对土水界面位移的影响并不明显,但其增大会导致最终土水界面位移量的增加;非达西渗流参数的增大会导致土水界面位移的减少,但通过提升电机转速,可以有效地降低非达西渗流对脱水效果的不利影响。研究成果可为离心脱水技术在建筑废弃泥浆处理中的进一步优化与应用提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 泥浆 离心脱水 非达西渗流 土水界面位移 界面移动速度
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长期耕作对典型黑土水力性质的影响 被引量：9
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作者 黄怡婷 陈俊熹 +3 位作者 高钰淏 李馨月 邹自强 陈家宙 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期998-1008,共11页
为揭示长期耕作对黑土耕地水文退化的作用,以典型黑土区不同纬度带的未经机械耕作的林地与长期耕作的耕地土壤进行对比,研究沟垄耕作对土壤垂直和水平方向物理性质和水力性质的影响。结果表明:长期耕作使得总体物理与土壤水力性质严重退... 为揭示长期耕作对黑土耕地水文退化的作用,以典型黑土区不同纬度带的未经机械耕作的林地与长期耕作的耕地土壤进行对比,研究沟垄耕作对土壤垂直和水平方向物理性质和水力性质的影响。结果表明:长期耕作使得总体物理与土壤水力性质严重退化,与林地土壤相比,耕地土壤质地未发生变化,有机质含量显著降低,容重从1.03(0.84~1.17)g·cm^(-3)显著提高至1.31(1.20~1.46)g·cm^(-3),穿透阻力显著增加,持水供水与导水性显著降低,有效含水量从0.19(0.14~0.23)cm3·cm^(-3)降至0.15(0.10~0.21)cm3·cm^(-3)。物理质量指数S值从0.061(优)降至0.025(差)。长期沟垄耕作使得犁底层的饱和导水率(6.61 cm·d^(-1))仅为耕作层的1/10。耕作导致耕作层垂直方向导水率(64.67 cm·d^(-1))低于水平方向(82.84 cm·d^(-1))。犁底层的穿透阻力(897.04 kPa)为耕作层的1.89倍,造成了耕作层与犁底层水力性质分层。长期耕作导致的耕地土壤水力性质分层和方向分异是促进耕地坡面径流“沟渠效应”而加速侵蚀退化的重要原因。 展开更多
关键词 土壤水分 典型黑土 土壤物理性质 土壤侵蚀 饱和导水率
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近江平原区土壤水力参数及相关理化性质空间分布与影响因素 被引量：1
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作者 石常卿 张海林 +7 位作者 韩雨蓉 陈羽 魏雅清 王平 谢璇 刘济 刘目兴 易军 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期182-192,共11页
为研究土壤水力参数的空间分布特征,并揭示相关影响因素,以江汉平原典型近江农业区为研究单元,采集不同类型农用地的浅层(0~40 cm)原状和扰动土样,测定其水力参数和相关理化性质,揭示各水力参数及相关理化性质的空间分布特征,比较不同... 为研究土壤水力参数的空间分布特征,并揭示相关影响因素,以江汉平原典型近江农业区为研究单元,采集不同类型农用地的浅层(0~40 cm)原状和扰动土样,测定其水力参数和相关理化性质,揭示各水力参数及相关理化性质的空间分布特征,比较不同样地各参数和性质的差异,并分析相关影响因素。结果表明:研究区土壤各基本理化性质(土壤机械组成、有机质含量、容重、直径>0.1 mm和>0.3 mm大孔隙含量)和水力参数(饱和含水量(θ_(s))、残余含水量(θ_(r))、水分特征曲线拟合参数α和n、田间持水量(θ_(f))、凋萎系数(θ_(w))和最大有效水含量(θ_(AW)))均具有明显的空间异质性;近江区土壤机械组成、有机质含量、容重等部分理化性质与距江远近具有较强的空间相关性;直径>0.1 mm和>0.3 mm大孔隙含量,θs和θr,以及θf和θ_(AW)的空间分布特征相似。不同样地的有机质含量、容重和直径>0.3 mm大孔隙含量具有显著差异。土壤理化性质的差异显著影响了Ks和水分特征曲线参数(特别是θs和n)。不同农用地土壤的水力性质也存在差异,稻田和旱地的入渗性能较好,表现为最高的中位Ks(18.7 cm/h),其他样地的Ks差异较小(9.2~10.5 cm/h)。菜地的持水能力最强,表现为较高的θf(0.46 cm^(3)/cm^(3))、θw(0.07 cm^(3)/cm^(3))和θAW(0.39 cm^(3)/cm^(3)),其他样地的土壤水力参数差异较小。河流冲积物的分布显著影响了研究区农用地的土壤机械组成,对容重和有机质含量分布也有一些影响;而人类耕作活动可以显著改变土壤的有机质含量、大孔隙含量和容重,但对机械组成影响较小;自然要素和人为活动的共同作用影响了各水力参数的分布特征。在近江农业区开展土壤调查和农业生产规划时,需要考虑河流冲积物的分布特征。 展开更多
关键词 土壤理化性质 饱和导水率 水分特征曲线 水分常数 空间异质性 农用地
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砂-黏土中结合水含量及渗透性的非等温耦合效应 被引量：1
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作者 黄远浩 张志超 +1 位作者 肖杨 李林航 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期375-384,共10页
土体结合水性质、渗透性及温度之间的耦合关系,很大程度上决定了土体的温度-渗流-应力耦合行为。开展了非等温条件下饱和土的结合水含量及渗透性试验研究,以揭示温度变化对不同粒径和黏粒含量土体吸附结合水含量和渗透系数的影响机制。... 土体结合水性质、渗透性及温度之间的耦合关系,很大程度上决定了土体的温度-渗流-应力耦合行为。开展了非等温条件下饱和土的结合水含量及渗透性试验研究,以揭示温度变化对不同粒径和黏粒含量土体吸附结合水含量和渗透系数的影响机制。研究表明,温升可导致土体吸附结合水含量显著降低,且结合水含量-温度关系显著依赖于颗粒粒径和黏粒含量。由于土粒间的相互作用及结构性效应依赖于黏粒含量及温度,成型砂土/低含黏土和黏土/高含黏土样结合水含量分别不同程度地高于和低于散状土样。同时,温度升高将引起土体渗透系数不同程度的增大,这与升温下自由水运动黏度和吸附结合水含量的降低等因素密切相关,这些因素的作用程度又依赖于黏粒含量和土体孔隙率。在非等温条件下,忽略结合水效应将分别高估和低估低黏粒含量和高黏粒含量土体的渗透性随温度的变化。 展开更多
关键词 饱和土 结合水含量 温度 渗透系数 黏粒含量
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