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基于多种农业数学模型的野外土壤入渗率测定对比评价
1
作者 朱丽华 赵新宇 裴青宝 《智慧农业导刊》 2025年第22期48-51,56,共5页
针对智慧农业背景下传统土壤入渗率测定中农业数学模型单一化的问题,以双环法野外测定数据为基础,该文引入基于多种农业数学模型的野外入渗率实验探究,其中核心模型为霍顿指数衰减数学模型(Horton Model)与霍尔坦土壤持水容量数学模型(H... 针对智慧农业背景下传统土壤入渗率测定中农业数学模型单一化的问题,以双环法野外测定数据为基础,该文引入基于多种农业数学模型的野外入渗率实验探究,其中核心模型为霍顿指数衰减数学模型(Horton Model)与霍尔坦土壤持水容量数学模型(Holtan Model)。首先,通过野外入渗率实验分析各个农业数学模型的特点,从数学模型理论上进行对比分析,并利用Python软件模拟核心模型入渗率与时间的变化关系。其次,引入考斯加可夫数学模型(Kostiakov Model)、菲利普数学模型(Philip Model)和Green-Ampt数学模型等作为参考对比模型,通过设计裸地与植被覆盖的对照实验,系统比较两类模型在参数敏感性、拟合精度(RMSE)及物理机制解释力的差异。最后,通过实验实践和对比分析多种农业数学模型方法。结果表明,霍顿模型更适用于描述砂质土壤的初期入渗衰减过程,而霍尔坦模型在植被覆盖条件下表现出更好的适应性。该研究为提高土壤入渗率监测的精准度提供了理论基础与实践支持。 展开更多
关键词 野外入渗率 土壤 农业数学模型 双环法 智慧农业
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黄河中游陕北煤矿区采动地裂缝对土壤入渗特性的影响及其侵蚀效应 被引量：3
2
作者 宋世杰 成星 +4 位作者 王双明 刘露 李源红 张家杰 陈宝灯 《煤炭学报》 北大核心 2025年第2期1234-1248,共15页
破解黄河中游煤矿区采动地裂缝的水土流失效应,对于陕北煤矿区生态环境保护与高质量发展具有重要意义。以陕北柠条塔井田北翼典型采动地裂缝发育区内宽度0~10、10~20、20~30 cm的采动地裂缝周围土壤(水平距离80 cm以内、垂直深度20 cm以... 破解黄河中游煤矿区采动地裂缝的水土流失效应,对于陕北煤矿区生态环境保护与高质量发展具有重要意义。以陕北柠条塔井田北翼典型采动地裂缝发育区内宽度0~10、10~20、20~30 cm的采动地裂缝周围土壤(水平距离80 cm以内、垂直深度20 cm以浅)为研究对象,利用定水头法和仪器分析法分别测定土壤入渗速率、累积渗透量、饱和导水率(K_(s))、有机质、机械组成、>0.25 mm水稳性团聚体含量,揭示了采动地裂缝对土壤入渗特性的影响规律,基于RUSLE2模型计算阐明了考虑入渗特性的采动地裂缝小空间尺度上的土壤侵蚀效应。结果表明:①采动地裂缝周围土壤的入渗速率随时间变化而呈现出瞬变(0~3 min)、渐变(3~60 min)及稳定(60~110 min)3个阶段的动态变化过程;②采动地裂缝发育提高土壤K_(s)的效应最显著,平均增幅为60.63%,该效应随采动地裂缝宽度的增大和距裂缝水平距离的减小而增强;③土壤累积入渗量和K_(s)与极细砂粒呈极显著正相关(p<0.01),而与黏粒、有机质则呈极显著负相关(p<0.01),与>0.25 mm水稳性团聚体也呈显著负相关(p<0.05);④考虑入渗特性计算的可蚀性K值变化幅度比不考虑时增大了1.12~2.13倍;基于指数函数构建了不同宽度采动地裂缝影响周围土壤入渗速率和可蚀性K值作用范围的预测模型,发现当距采动地裂缝水平距离分别超过226、157 cm时,采动地裂缝增大周围土壤入渗速率及可蚀性的效应基本消失,其可作为黄河中游陕北黄土采动地裂缝发育区水土流失效应的精准防控靶区。 展开更多
关键词 采动地裂缝 土壤入渗特性 土壤侵蚀效应 RUSLE2模型 陕北煤矿区
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黄河中游陕北煤矿区黄土沉陷坡面土壤入渗特性变化规律及其侵蚀效应
3
作者 宋世杰 成星 +4 位作者 白莉 刘露 李源红 张家杰 陈宝灯 《西北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期633-646,共14页
破解黄河中游煤矿区沉陷坡面引发的水土流失问题,是支撑黄河流域生态安全与高质量发展战略的关键突破点。以陕北柠条塔井田北翼典型沉陷坡面(坡顶、坡中、坡脚)周围不同深度土层(0~10、10~20、20~30、30~40 cm)的土壤为研究对象,采用仪... 破解黄河中游煤矿区沉陷坡面引发的水土流失问题,是支撑黄河流域生态安全与高质量发展战略的关键突破点。以陕北柠条塔井田北翼典型沉陷坡面(坡顶、坡中、坡脚)周围不同深度土层(0~10、10~20、20~30、30~40 cm)的土壤为研究对象,采用仪器分析法和定水头法分别测定土壤的入渗速率、累积渗透量、饱和导水率(Ks)、孔隙度、含水率、有机质、机械组成、>0.25 mm水稳性团聚体含量,揭示了沉陷坡面不同部位对土壤入渗特性的影响规律,并基于RUSLE2模型计算,阐明了在小空间尺度上,考虑入渗特性的沉陷坡面土壤侵蚀效应。结果表明:(1)不同沉陷坡面部位土壤入渗速率均随时间的变化呈现出瞬变阶段(0~3 min]、渐变阶段(3~60 min]及稳定阶段(60~110 min]3个阶段的动态变化过程;(2)沉陷坡面会产生显著提高坡顶、坡中、坡脚部位土壤入渗速率、累积渗透量、饱和导水率(K_(s))、可蚀性K值的效应,平均增幅分别介于13.41%~52.51%、22.25%~26.84%、21.86%~26.67%、15.78%~21.63%,该效应随着土层深度的减小而增强,沉陷坡面该效应的大小为坡顶>坡中>坡脚;(3)沉陷坡面周围土壤考虑入渗特性计算的可蚀性K值变化幅度比不考虑时放大了33.42%~44.99%;(4)沉陷坡面土壤可蚀性K值均与粉粒、孔隙度、饱和导水率(K_(s))显著相关,该结果可作为黄河流域生态保护与矿区绿色转型协同发展提供理论技术支撑。 展开更多
关键词 沉陷坡面 土壤入渗特性 土壤侵蚀效应 RUSLE2模型 陕北煤矿区
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不同林型橡胶林土壤水分入渗特征及影响因子 被引量：1
4
作者 马关媛 蒋小金 +3 位作者 刘佳庆 刘文杰 陈春峰 张瑞 《水土保持研究》 北大核心 2025年第1期57-65,72,共10页
[目的]探究不同林型橡胶林土壤入渗特征及其影响因子,为高效、可持续橡胶林的构建提供数据支撑。[方法]以单一橡胶林(SR)、人工雨林橡胶林(AF)、橡胶-益智复合林(AR)、橡胶-可可复合林(RC)、橡胶-茶树复合林(RT)对入渗过程进行拟合和评... [目的]探究不同林型橡胶林土壤入渗特征及其影响因子,为高效、可持续橡胶林的构建提供数据支撑。[方法]以单一橡胶林(SR)、人工雨林橡胶林(AF)、橡胶-益智复合林(AR)、橡胶-可可复合林(RC)、橡胶-茶树复合林(RT)对入渗过程进行拟合和评价。[结果]纵观0-100 cm土壤剖面,SR容重最大,孔隙度、田间持水量和饱和持水量最小;SR初始入渗速率(0.03 cm/min)、平均入渗速率(0.009 cm/min)、稳定入渗速率(0.005 cm/min)均显著低于橡胶复合林;通过拟合发现Horton模型对胶农复合林入渗过程拟合较好且拟合参数具有物理意义;除非毛管孔隙度外,土壤物理性质与初始入渗速率有极显著相关关系(p<0.01),与总累积入渗量、稳定入渗速率有显著相关关系(p<0.05),但与平均入渗速率无显著相关性(p>0.05),而稳渗前累积入渗量受土壤持水性能的影响显著(p<0.01)。[结论]结合田间入渗过程,采用初始入渗速率、稳定入渗速率和稳渗前累积入渗量来评估不同林型橡胶林土壤水分入渗和储存性能;SR土壤持水能力、渗透性均低于橡胶复合林,其中RC土壤持水能力最好,RT土壤入渗性能最好,因此间作茶树和可可对改善土壤结构及水文特性有重要作用。 展开更多
关键词 土壤水分入渗 物理性质 入渗速率 拟合模型
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呼伦贝尔草原不同打孔技术土壤入渗特征比较
5
作者 杨轶博 郑志荣 +2 位作者 刁兆岩 贺晶 苏德荣 《生态与农村环境学报》 北大核心 2025年第5期662-668,共7页
研究深入探讨了呼伦贝尔草原不同打孔技术对土壤入渗特性的影响,旨在通过增加土壤孔隙度和降低容重,提高土壤的通气性和水分渗透能力,从而促进水分的保持和植物根系的发育。通过设置3种不同打孔密度(不打孔、10 cm×10 cm、20 cm... 研究深入探讨了呼伦贝尔草原不同打孔技术对土壤入渗特性的影响,旨在通过增加土壤孔隙度和降低容重,提高土壤的通气性和水分渗透能力,从而促进水分的保持和植物根系的发育。通过设置3种不同打孔密度(不打孔、10 cm×10 cm、20 cm×20 cm)和3种生物量类型(高、中、低),利用双环入渗野外实测方法进行土壤入渗实验。结果显示,不同打孔处理方式和生物量类型对土壤入渗速率及累积入渗量均有显著影响,其中高生物量样地表现出更高的初始入渗率和稳定入渗速率。此外,通过Kastiakov模型、Horton模型、Philip模型和G-P综合模型对土壤水分入渗过程进行拟合,Kastiakov模型在拟合土壤入渗速率方面表现最优,为预测土壤入渗速率提供了可靠的模型支持。这些发现不仅为退化草地的生态恢复提供了重要的理论和实践指导,也为水资源管理和土壤侵蚀控制提供了科学依据。 展开更多
关键词 打孔处理 土壤入渗 模型 呼伦贝尔草原
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秸秆和塑料残膜对农田土壤水分入渗的影响
6
作者 余小玲 白晨赟 +3 位作者 刘琦 韩晓阳 乔江波 朱元骏 《干旱地区农业研究》 北大核心 2025年第3期99-106,共8页
黄土高原旱作农田中秸秆残体与地膜广泛共存,为探究其对土壤水分入渗的影响,开展室内土柱入渗模拟研究。设置2个秸秆添加水平(分别占土重的0%和1.2%)和4个残膜含量水平(分别占土重的0%、0.04%、0.08%和0.12%),分析不同土壤条件下的湿润... 黄土高原旱作农田中秸秆残体与地膜广泛共存,为探究其对土壤水分入渗的影响,开展室内土柱入渗模拟研究。设置2个秸秆添加水平(分别占土重的0%和1.2%)和4个残膜含量水平(分别占土重的0%、0.04%、0.08%和0.12%),分析不同土壤条件下的湿润锋运移、入渗时长、累积入渗量、入渗总量和入渗速率。结果表明:秸秆和塑料残膜共同掺入增强了残膜对湿润锋垂直运移的阻滞作用,残膜含量为0.08%时二者共存对湿润锋运移的阻滞作用最强;土壤中残膜含量低于0.08%时,掺入秸秆可显著降低累积入渗量和初始入渗速率(P<0.05),土壤中残膜含量为0.12%时,掺入秸秆可使累积入渗量和初始入渗速率显著提升(P<0.05);Kostiakov模型和Philip模型拟合的决定系数R^(2)均接近1,拟合效果较好。综上,土壤中塑料残膜低含量时秸秆会降低入渗能力,而塑料残膜含量较高时秸秆能减轻塑料残膜对入渗的负面影响,Kostiakov模型和Philip模型对研究黄土高原地区秸秆和塑料残膜共存条件下土壤水分入渗过程模拟具有较强的适用性。 展开更多
关键词 水分入渗 秸秆 残膜 kostiakov模型 Philip模型 黄土高原
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冻融土壤Kostiakov入渗模型参数的非线性预报模型 被引量：10
7
作者 郭华 樊贵盛 《节水灌溉》 北大核心 2015年第11期1-4,8,共5页
在山西汾河灌区季节性冻土区进行了3个越冬期的大田冻结土壤水分入渗试验,获取了Kostiakov冻结土壤二参数入渗模型参数的实测大样本,建立了各个土壤水分入渗参数与土壤理化参数间的非线性关系模型;通过MATLAB软件,实现了Kostiakov二参... 在山西汾河灌区季节性冻土区进行了3个越冬期的大田冻结土壤水分入渗试验,获取了Kostiakov冻结土壤二参数入渗模型参数的实测大样本,建立了各个土壤水分入渗参数与土壤理化参数间的非线性关系模型;通过MATLAB软件,实现了Kostiakov二参数入渗模型系数的求解。研究表明:用常规土壤理化参数土壤含水率、密度、物理性黏粒含量、土壤温度和有机质含量作为非线性预报模型的输入参数实现对入渗参数的预测是可行的,所建立的非线性关系模型高度相关,预测参数的实测值与预测值的相对误差可控制在10%以下。因此,用土壤常规理化参数对冻融土壤的水分入渗参数进行非线性预报是可行的,可为季节性冻土区冬季储水灌溉提供技术支撑。 展开更多
关键词 冻融土壤 kostiakov模型参数 多元非线性 冻融期 水分入渗
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考虑土壤结构变形的Kostiakov入渗模型参数非线性预报模型 被引量：5
8
作者 郭华 樊贵盛 《节水灌溉》 北大核心 2015年第12期11-15,共5页
以山西黄土高原区头水地及以后各次灌水的土地为研究对象,通过实施大量大田耕作土壤水分入渗试验,获取了Kostiakov三参数累积入渗量模型的实测大样本,考虑每个生产周期第一次灌水过程中表层土壤结构的变形特性,建立了Kostiakov三参数累... 以山西黄土高原区头水地及以后各次灌水的土地为研究对象,通过实施大量大田耕作土壤水分入渗试验,获取了Kostiakov三参数累积入渗量模型的实测大样本,考虑每个生产周期第一次灌水过程中表层土壤结构的变形特性,建立了Kostiakov三参数累积入渗量模型的参数与土壤理化参数间的非线性关系函数。研究表明,常规土壤理化参数土壤含水率、密度、黏粒含量、粉粒含量和有机质作为土壤入渗参数非线性预报模型的输入变量是合理的,所建立的非线性关系模型高度相关,土壤入渗参数的实测值与预测值的相对误差可控制在9%以下;考虑到第一次灌水过程中表层土壤结构的变形特性,对表层土壤结构进行修正,更加真实地反映土壤结构对入渗参数的影响,并为各灌水时期提供科学合理的节水依据。 展开更多
关键词 土壤结构变形 kostiakov三参数入渗模型 头水地 多元非线性 水分入渗参数
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盐碱土壤Kostiakov入渗模型参数的BP预报模型 被引量：3
9
作者 李昊哲 樊贵盛 《中国农村水利水电》 北大核心 2017年第7期49-53,58,共6页
为改良和改善盐碱地提供土壤入渗参数技术支撑,基于在山西省北部盐碱地进行的野外系列入渗试验,获取了累积入渗量与入渗历时的数据样本,并计算回归了kostiakov二参数入渗模型的入渗系数k与入渗指数α,建立了盐碱土壤基本理化参数与入渗... 为改良和改善盐碱地提供土壤入渗参数技术支撑,基于在山西省北部盐碱地进行的野外系列入渗试验,获取了累积入渗量与入渗历时的数据样本,并计算回归了kostiakov二参数入渗模型的入渗系数k与入渗指数α,建立了盐碱土壤基本理化参数与入渗参数之间的数据样本,利用BP神经网络的方法,建立了以土壤含水率、容重、质地、有机质、全盐量以及p H为输入变量,kostiakov入渗参数为输出变量的预报模型。结果表明:盐碱地土壤条件下,以土壤基本理化参数为输入变量,kostiakov入渗模型参数为输出变量的BP预报是可行的,入渗系数k的相对平均误差为0.29%、入渗指数α的相对平均误差为1.28%,以及根据两个入渗参数计算得到90 min累积入渗量的相对平均误差为2.37%,对所建立的模型进行检验时,以上三个参数检验误差的平均值均能控制在3%以下,确定所建立的BP预测模型能获得较好的效果。 展开更多
关键词 盐碱土壤 kostiakov二参数模型参数 土壤基本理化参数 BP神经网络 水分入渗
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带状改造对柳杉人工林土壤水分入渗特征的影响
10
作者 李一文 游成铭 +3 位作者 徐红伟 徐琳 谭波 骆紫藤 《森林与环境学报》 北大核心 2025年第5期449-459,共11页
为探究不同带状改造宽度对华西雨屏区柳杉人工林土壤水分入渗特征的影响,以实施改造宽度为10、20、30 m(L10、L20、L30)两年的柳杉人工林和未改造样地(CK)为研究对象,分析带状改造对不同坡位(上、中、下)、土层深度(0~10、10~20、 20~30... 为探究不同带状改造宽度对华西雨屏区柳杉人工林土壤水分入渗特征的影响,以实施改造宽度为10、20、30 m(L10、L20、L30)两年的柳杉人工林和未改造样地(CK)为研究对象,分析带状改造对不同坡位(上、中、下)、土层深度(0~10、10~20、 20~30、30~40 cm)土壤水分入渗特征的影响,并评价Kostiakov、Horton、Philip 3种土壤水分入渗模型在研究区的适用性。结果表明:各样地土壤水分初始入渗速率在2.78~44.40 mm·min^(-1)之间,稳定入渗速率在0.83~13.39 mm·min^(-1)之间。整体上,在0~40 cm土层,对照样地的两种水分入渗速率均高于改造样地,其中,L20样地的两种水分入渗速率相较于其他改造样地更高;中坡的两种水分入渗速率相较于上、下坡更高。两种水分入渗速率与土壤有机质含量、粒径大于0.25 mm的团聚体含量、平均重量直径、几何重量直径、总孔隙度呈显著正相关关系(P<0.05),与土壤容重呈极显著负相关(P<0.01)。在0~40 cm土层,相较于Kostiakov模型和Philip模型,Horton模型对土壤水分入渗过程的拟合效果更好(R^(2)在0.877~0.995之间),更适用于该研究区域土壤水分入渗特征描述。带状改造初期会降低华西雨屏区柳杉人工林土壤水分入渗速率,20 m改造带宽更加有利于土壤水分下渗。 展开更多
关键词 带状改造 柳杉人工林 土壤水分 入渗速率 入渗模型 华西雨屏区
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基于Hydrus-1D模型的宁夏河东沙地固定沙丘花棒林土壤水分动态模拟
11
作者 张维福 展秀丽 +2 位作者 马思怡 张呈春 马晓霞 《水土保持通报》 北大核心 2025年第5期267-276,325,共11页
[目的]探究宁夏河东沙地固定沙丘花棒林土壤水分的变化规律,为该区沙漠化持续治理和防沙治沙效果评价提供科学参考。[方法]利用Hydrus-1D模型,模拟0—150 cm土壤剖面的土壤水分垂直分布和时间变化特征,并采用决定系数R2、均方根误差RMS... [目的]探究宁夏河东沙地固定沙丘花棒林土壤水分的变化规律,为该区沙漠化持续治理和防沙治沙效果评价提供科学参考。[方法]利用Hydrus-1D模型,模拟0—150 cm土壤剖面的土壤水分垂直分布和时间变化特征,并采用决定系数R2、均方根误差RMSE和相对误差RE评价了模型在宁夏河东沙地的适用性。[结果]①降雨入渗表现出阈值依赖特征:降雨量小于2.2 mm时,入渗深度小于5 cm,降雨量介于3.6~8.2 mm时,入渗深度介于5~15 cm;降雨量介于10.8~22.8 mm时,入渗深度介于15~30 cm;②利用Hydrus-1D模型模拟花棒林地不同深度土壤含水量总体模拟效果较好,模拟阶段和验证阶段决定系数分别为0.756和0.773,均方根误差分别为0.071%和0.064%,相对误差分别为0.030%,0.032%;表层5 cm和深层125 cm土壤含水量拟合精度不高,15,30,50,80 cm土壤含水量模拟效果较好,土层决定系数范围为0.571~0.849,均方根误差为0.0001%~0.042%。[结论]不同降雨事件下的入渗效果有所差异,总体上降雨入渗的深度随着降雨量的增加而增加。Hydrus-1D模型模拟的土壤含水量与实测值吻合度较高,并证明该模型适用于模拟宁夏河东沙地土壤剖面的含水量。 展开更多
关键词 土壤水分 HYDRUS-1D模型 入渗深度 适用性 宁夏河东沙地
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喀斯特槽谷区不同土地利用方式下土壤入渗特征及适宜模型 被引量：5
12
作者 张贤林 冯梦蝶 +3 位作者 何丙辉 曾成 尚琰隽 李天阳 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期34-41,共8页
[目的]探究喀斯特槽谷区不同土地利用方式下土壤入渗规律,提出适合喀斯特槽谷区的土壤入渗模型。[方法]以喀斯特槽谷区4种典型土地利用类型(林地、草地、耕地、园地)为研究对象,分析不同土地利用类型土壤入渗特征差异及影响因素,评价了H... [目的]探究喀斯特槽谷区不同土地利用方式下土壤入渗规律,提出适合喀斯特槽谷区的土壤入渗模型。[方法]以喀斯特槽谷区4种典型土地利用类型(林地、草地、耕地、园地)为研究对象,分析不同土地利用类型土壤入渗特征差异及影响因素,评价了Horton,Kostiakov和Philip这3种常见入渗模型在该区的适应性。[结果](1)不同土地利用类型土壤容重、含水率和电导率存在显著差异(p<0.05),耕地土壤容重(1.1 g/cm^(3))、含水率(26.9%)以及电导率(75.43 mS/cm)低于其他土地利用类型,园地土壤容重(1.32 g/cm^(3))、林地含水率(35.02%)以及草地电导率(164.6 mS/cm)分别高于其他土地利用类型。(2)不同土地利用类型土壤入渗过程均表现为迅速下降、缓慢下降以及趋于稳定。(3)Horton模型、Kostiakov模型和Philip模型对喀斯特槽谷区不同土地利用方式拟合结果存在差异,其中,Horton模型结果最优,拟合度R 2达到0.922~0.951,Philip模型拟合结果最差,拟合度R 2为0.754~0.908。(4)pH值与初始入渗速率和平均入渗速率呈极显著正相关关系(p<0.01),与稳定入渗速率呈显著正相关关系(p<0.05);0.05~0.25 mm和<0.05 mm微团聚体分别与稳定入渗率和平均入渗率呈显著正相关和负相关(p<0.05)。多元线性回归模型表明,容重、含水率以及<0.05 mm微团聚体是主要影响入渗速率的因子,且与入渗性能指标存在负相关关系。[结论]不同土地利用方式下耕地具有更好的渗透性能,Horton模型更适合模拟喀斯特槽谷区土壤入渗,研究结果可为喀斯特槽谷区土壤入渗性能评估及植被配置等提供科学依据。 展开更多
关键词 喀斯特 土地利用方式 土壤理化性质 入渗特征 回归模型
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生物炭添加条件下红壤坡耕地土壤入渗特性研究
13
作者 陶俊霖 阮电荣 +5 位作者 屈昌鸿 解杰 赵耀 胡燕梅 陈正发 郭镒维 《农业工程》 2025年第2期134-139,共6页
南方红壤坡耕地区是典型雨养农业区,在季节性干旱条件下提升土壤持水及入渗性能至关重要。设置0%、1%、3%和5%(按质量比计)4种生物炭添加量的试验小区,探析红壤坡耕地不同生物炭添加量对土壤入渗性能的影响,并优选出适宜的土壤入渗模型... 南方红壤坡耕地区是典型雨养农业区,在季节性干旱条件下提升土壤持水及入渗性能至关重要。设置0%、1%、3%和5%(按质量比计)4种生物炭添加量的试验小区,探析红壤坡耕地不同生物炭添加量对土壤入渗性能的影响,并优选出适宜的土壤入渗模型。试验结果表明,(1)添加生物炭相比未添加生物炭处理的试验小区,土壤孔隙度显著增加0.91%~3.41%,土壤容重显著减低1.67%~6.53%,土壤含水率显著增加6.62%~23.93%,以5%生物炭添加量处理提升土壤持水性能最佳。(2)随着生物炭量添加量的增加,土壤初始、稳定、平均入渗率分别减小27.22%~80.41%、25.10%~81.10%和26.28%~82.06%,不同生物炭添加量条件下的土壤累计入渗量具体表现为0%>1%>3%>5%。(3)对比Philip、Kostiakov和Horton 3种土壤水分入渗模型拟合结果,Kostiakov模型拟合结果优于其他两种模型。研究结果表明,施加生物炭可抑制降雨及灌溉过程土壤水分入渗,减少水分流失,增强土壤持水性能。该研究可为提升季节性干旱条件下土壤持水性能及改善土壤结构功能提供借鉴。 展开更多
关键词 生物炭 土壤入渗性能 土壤入渗模型 红壤坡耕地
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宁夏砂田不同砾石覆盖厚度土壤入渗过程及模型分析 被引量：19
14
作者 白一茹 赵云鹏 +1 位作者 王幼奇 张兴 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期81-85,共5页
以宁夏中部旱区砂田土壤为研究对象,通过对不同砾石覆盖厚度条件下砂田土壤水分入渗过程进行研究,采用一维垂直定水头入渗法,选取砾石覆盖厚度为影响因子,设置5个覆盖厚度(0,6,9,12,15cm),观测湿润锋运移和入渗量变化规律,比较各处理土... 以宁夏中部旱区砂田土壤为研究对象,通过对不同砾石覆盖厚度条件下砂田土壤水分入渗过程进行研究,采用一维垂直定水头入渗法,选取砾石覆盖厚度为影响因子,设置5个覆盖厚度(0,6,9,12,15cm),观测湿润锋运移和入渗量变化规律,比较各处理土壤入渗特征,利用模型拟合土壤入渗过程。结果表明,砾石覆盖提高了土壤水分入渗能力,土壤湿润锋运移距离和入渗量明显增加。与CK相比,砾石覆盖厚度为6,9,12,15cm时的累积入渗量分别增加了4.3%,11.8%,12.8%和17.1%,平均入渗率增加了25.8%,38.7%,50.0%和62.9%;同时砾石覆盖厚度改变了土壤水分入渗曲线,随着砾石覆盖厚度增加,土壤初始入渗率迅速增加,但稳定入渗率增加较为缓慢。与CK相比,砾石覆盖厚度为6,9,12,15cm时的初始入渗速率分别增加了40%,81%,91%和110%;稳定入渗速率分别增加了15.3%,17.9%,20.5%和25.6%。利用3种入渗模型对砂田土壤水分入渗过程进行拟合,结果表明Horton模型拟合效果最好,是分析和预测不同砾石覆盖厚度土壤水分入渗过程的适宜模型。 展开更多
关键词 砂田 土壤入渗 砾石厚度 模型分析 宁夏
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用水平土柱和修正的Green-Ampt模型确定土壤的入渗性能 被引量：10
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作者 毛丽丽 雷廷武 +1 位作者 刘汗 原翠萍 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期35-38,共4页
土壤入渗能力和降雨产流过程及地下水密切相关。土壤入渗过程决定了灌溉/降雨过程中水分进入土壤的过程,影响了化肥、农药及其他污染物随水分迁移过程以及坡面水文与土壤侵蚀过程等。该研究根据水流在水平土柱中运动的能量要求以及实际... 土壤入渗能力和降雨产流过程及地下水密切相关。土壤入渗过程决定了灌溉/降雨过程中水分进入土壤的过程,影响了化肥、农药及其他污染物随水分迁移过程以及坡面水文与土壤侵蚀过程等。该研究根据水流在水平土柱中运动的能量要求以及实际测量得到的土壤水分分布,对Green-Ampt模型中含水率分布呈活塞运动推进(即湿润锋内部土壤水分为恒定值)的假定进行了修正。采用更符合实际的呈线性分布的土壤水分分布模型,基于水量平衡和土壤水动力学原理,提出了对应的土壤入渗性能的计算模型。给出了利用修正模型估计土壤入渗性能的方法,计算模型以及计算过程。结果表明,利用修正模型估算得到的土壤入渗性能回归的入渗水量与实际供水量的相对误差为0.66%,说明该修正模型和计算方法具有很高的精度。该文提出的修正模型很好地描述了水分在土壤中的分布,较Green-Ampt入渗模型中的活塞模型更符合土壤水动力学中关于土壤水分运动的分析。将该修正模型与水平土柱试验结合,可以大大地提高土壤入渗性能计算的精度,为以后的土壤水分运动,地表产流计算以及土壤侵蚀等方面的研究提供非常有效的工具。 展开更多
关键词 入渗 模型 误差分析 估计 土壤 修正Green-Ampt模型 水平土柱
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妫水河流域不同植被覆盖条件下土壤入渗及模型的比较分析 被引量：27
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作者 陈建刚 李启军 +2 位作者 侯旭峰 张书函 冒建华 《中国水土保持科学》 CSCD 2004年第3期22-26,共5页
为恢复官厅水库库区植被提供科学依据 ,在官厅库区妫水河流域内延庆县大榆树镇上辛庄小流域试验区 ,进行了不同植被覆盖条件下的土壤积水入渗试验 ,并用 4种入渗公式进行了拟合。通过分析比较 ,得出了不同植被覆盖条件下的土壤入渗规律 ... 为恢复官厅水库库区植被提供科学依据 ,在官厅库区妫水河流域内延庆县大榆树镇上辛庄小流域试验区 ,进行了不同植被覆盖条件下的土壤积水入渗试验 ,并用 4种入渗公式进行了拟合。通过分析比较 ,得出了不同植被覆盖条件下的土壤入渗规律 ,并对采用考斯恰可夫、Horton、通用经验公式以及Philip入渗模型时的适用性和准确性进行了评价。 展开更多
关键词 妫水河流域 植被覆盖 土壤入渗模型 比较分析 水土流失
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沟灌土壤水分运动数值模拟与入渗模型 被引量：30
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作者 聂卫波 马孝义 王术礼 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期668-676,共9页
为进一步探明沟灌二维土壤水分运动规律,以非饱和土壤水分运动理论为基础,建立了沟灌土壤水分运动数学模型,用多组试验资料对模型模拟结果进行验证,两者基本吻合,表明模型可用于模拟沟灌二维土壤水分入渗过程。用所建模型对不同因素组... 为进一步探明沟灌二维土壤水分运动规律,以非饱和土壤水分运动理论为基础,建立了沟灌土壤水分运动数学模型,用多组试验资料对模型模拟结果进行验证,两者基本吻合,表明模型可用于模拟沟灌二维土壤水分入渗过程。用所建模型对不同因素组合下沟灌土壤湿润体特性进行模拟分析,结果表明:土壤初始含水率、沟间距对沟灌累积入渗量影响较小,土壤质地、容重、沟底宽和沟中水深对其影响较为显著;沟底宽、土壤初始含水率对土壤湿润体水分分布影响较小,土壤质地、容重对其影响较大,沟间距、沟中水深对其影响主要在零通量面附近,当入渗发生交汇后,零通量面处垂向湿润锋运移加快。以此为基础,建立了包含湿周在内的沟灌累积入渗量计算模型。 展开更多
关键词 沟灌 二维土壤水分运动 土壤湿润体 数值模拟 入渗模型
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膜孔灌溉单孔入渗Kostiakov模型建立与验证 被引量：10
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作者 范严伟 赵文举 冀宏 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2012年第3期61-66,共6页
以非饱和土壤水分运动理论为基础,研究膜孔灌单孔入渗土壤水分运动的数学模型,用SWMS-3D软件对多种典型土壤的单点膜孔入渗特性进行模拟.结果表明:单点膜孔的累积入渗量变化过程符合Kostiakov模型.提出包含膜孔直径、灌溉水深的单点膜孔... 以非饱和土壤水分运动理论为基础,研究膜孔灌单孔入渗土壤水分运动的数学模型,用SWMS-3D软件对多种典型土壤的单点膜孔入渗特性进行模拟.结果表明:单点膜孔的累积入渗量变化过程符合Kostiakov模型.提出包含膜孔直径、灌溉水深的单点膜孔Kostiakov入渗模型参数计算方法,采用多种土壤单点膜孔入渗室内试验结果与已有文献资料对所建模型进行验证,结果表明,所建模型能较准确地反映单点膜孔入渗特性,可为确定合理的膜孔灌灌水技术要素组合提供理论依据. 展开更多
关键词 膜孔灌 单点膜孔入渗 kostiakov模型 膜孔直径 灌溉水深 数值模拟
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由膜孔灌田面灌水参数推求基于Kostiakov模型的点源入渗参数 被引量：6
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作者 费良军 程东娟 赵新宇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期88-90,共3页
利用膜孔灌大田灌水试验实测资料,基于水量平衡原理,提出了利用膜孔灌大田水流推进和消退曲线参数推求基于Kostiakov入渗模型的膜孔灌单点源入渗参数的方法,这一方法能简单而有效地求得大田膜孔灌平均入渗参数,有效消除农田土壤空间变... 利用膜孔灌大田灌水试验实测资料,基于水量平衡原理,提出了利用膜孔灌大田水流推进和消退曲线参数推求基于Kostiakov入渗模型的膜孔灌单点源入渗参数的方法,这一方法能简单而有效地求得大田膜孔灌平均入渗参数,有效消除农田土壤空间变异性对单膜孔入渗参数的影响,研究成果为膜孔灌技术要素设计和灌水质量评价提供了科学基础。 展开更多
关键词 膜孔灌 水量平衡 kostiakov模型 点源入渗参数
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确定Brooks-Corey土壤水力特性模型参数的垂直入渗方法 被引量：12
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作者 马东豪 张佳宝 黄平 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期235-241,共7页
在水平入渗方法的基础上,提出了一种不需测定饱和导水率,仅利用一维垂直入渗试验即可确定Brooks-Co-rey模型参数的新方法。利用封丘县两种质地土壤的入渗资料,对所提出的方法进行了检验。结果表明,只要入渗历时足够长,基质势和重力势作... 在水平入渗方法的基础上,提出了一种不需测定饱和导水率,仅利用一维垂直入渗试验即可确定Brooks-Co-rey模型参数的新方法。利用封丘县两种质地土壤的入渗资料,对所提出的方法进行了检验。结果表明,只要入渗历时足够长,基质势和重力势作用相当,垂直入渗方法确定的土壤水力参数与水平吸渗方法的预测结果相近;利用预测的参数,数值解和提出的近似解均能很好模拟土壤水分入渗过程。相对于水平吸渗方法和反推参数法,垂直入渗方法省时省力,且能避免数值弥散和参数不唯一问题。 展开更多
关键词 土壤水文学 土壤水分运动 入渗过程 土壤水力特性 Brooks-Corey模型
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