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森林与水的关系:改良沙化土壤

(一) $$  目前,我国科学界仍然按照传统毛管现象和毛管水的实证理论来思维和研究,对于新创立的缝隙现象和合力水自然运动规律性这一理论,还不了解和认识。我们知道,植物体合成1克干物质一般需要300―800克水,这是植物的蒸腾系数。假如每人一天吃一斤面粉或一斤大米,实际上吃掉500斤左右的土壤水,这是因为小麦和水稻的蒸腾系数都在500斤左右。这就是科学的联系和思维。以此出发,近10年,我们从研究、实验、观测发现,传统的毛管理论和土壤物理学的一些土壤水分运动规律是与客观实际不相符的,并且,理论上还有相互矛盾的地方。这就是我们研究缝隙现象和合力水的起因。 $$  众所周知,一切陆地生长的植物都从土壤中吸取水分。研究发现,用树木和农作物一年所生长和积累的干物质的量来计算土壤水分,土壤水分的供水量远多于某一地区的降水量。那么,多余的土壤水分,用毛管理论来解释,遇到了理论之间存在很多的自相矛盾地方,并且与客观实际的土壤水分运动规律完全不相符...  (本文共2页) 阅读全文>>

权威出处: 科技日报2002-12-12
《水利水电科技进展》2018年02期
水利水电科技进展

竖直微润灌土壤水分运动数值模拟与验证

微润灌是利用高分子半透膜制成微润管,将半透膜技术引入灌溉领域,通过微润管渗出水分进行地下灌溉的一种低定额局部灌水技术[1-3]。微润灌技术结构简单,动力消耗少,运行费用低,对温室、大田作物具有良好的节水增产效果。近年来,在山丘、盐碱荒地和沙漠地带等复杂环境均得到应用。微润管铺设方式主要分为水平铺设和竖直铺设两种,水平铺设为微润管沿行水平铺埋安装,适宜于密植、浅根系植株灌溉,如蔬菜、玉米等作物;竖直铺设为微润管在根系附近竖直插入,适宜于宽距、深根系植株灌溉,如果树、林木等植物。目前,对微润灌土壤水分运动规律的研究主要针对水平铺设情况,且以室内试验为主[4-8]。采用数值模拟方法对微润灌土壤水分运动规律的研究相对较少[9]。随着计算机技术和数值分析方法的发展,数值模拟方法越来越多地应用于农田灌水技术的研究中[10-14]。数值模拟方法具有简便、快捷、灵活等特点,可在给定的初始、边界条件下,模拟不同影响因素对土壤水分运动规律的影响,为...  (本文共6页) 阅读全文>>

《西部大开发(土地开发工程研究)》2017年03期
西部大开发(土地开发工程研究)

非恒温条件下土壤水分运动特征分析

0引言温度对土壤水分运动有着重要影响已成为不争的事实。但是在大多数研究中,通常假设温度条件为恒温条件或者忽略温度变化对土壤水分运动的影响。虽然研究不同恒温条件下土壤水分运动和保持无论在理论上还是在某些实际情况下都具有重要意义,例如在土壤接近饱和状态或比较干燥时。然而大多数实际情况要复杂得多,例如在降雨入渗及再分布过程中,土壤水分在垂直方向上无论是基质势,还是温度势均起伏不定,上下间存在势梯度,这势必对降雨入渗及再分布过程产生影响。Jackson(1974)计算表明在土壤中相同含水量下由温度势梯度引起的水流能充分表现出来,张瑜芳(1991)、左强(1993)等土柱及田间实验证明非等温水热耦合模型比等温模型更为准确,尤其在表土,必须考虑温度变化对土壤水分运动的影响[1-3]。在非恒温条件下,水分运动和热能传输是相互作用的,温度梯度影响土壤含水量和能量的分布,并导致水分和水汽运动。而水分运动又会通过对流作用携带热能运动。当温度梯度和含...  (本文共7页) 阅读全文>>

《农机化研究》2012年12期
农机化研究

地表滴灌土壤水分运动模拟软件的设计实现

0引言目前,农业灌溉水浪费已成为制约我国农业发展的重要问题。因此,发展节水农业是缓解我国水资源紧缺状况、促进农业良性发展和水资源持续利用的一项根本性措施。地表滴灌条件下土壤水分运动数值模拟能够替代田间试验操作来预测以及调控土壤水分分布状况,提高灌溉精度和农田水分利用效率,对发展现代农业有着重要的现实意义。随着数值模拟技术的发展,土壤水分运动被越来越多的人研究和利用。例如,彭建平[1]等应用MATLAB软件研究了土壤水分特征曲线参数;李晓斌[2]等人运用Matlab进行了土壤水分运移数值模拟;Li J[3]等用HYDRUS模拟了地表滴灌条件下的水、氮在土壤中的运移规律。本文在前人研究的基础上,应用MATLAB软件编写了土壤水分运动数值计算和绘图程序,并采用可视化程序设计语言VB编写了主界面和调用程序,通过调用MAT-LAB文件实现了地表滴灌条件下土壤水分运动情况的模拟。1土壤水分运动理论模型1.1 van Genuchten模型概...  (本文共4页) 阅读全文>>

《安徽农业科学》2009年36期
安徽农业科学

数值模拟方法在土壤水分运动中的应用

土壤水势能理论和土壤水分运动〔’一’〕基本方程的建立为应用数学物理方法定量分析土壤水分运动奠定了基础。求解土壤水分运动基本方程的方法[‘一6]基本上可分为两大类:一是发展比较早的解析法。但是解析法只适用于求解简单的定结条件下的土壤水分运动问题。由于土壤水分运动的复杂性和土壤水分运动方程的非线性,用解析法求解一般条件下的土壤水分运动问题非常困难,至今还没有比较满意的解决办法。二是数值模拟〔’〕方法。数值模拟方法所求得的是近似解,但只要单元大小和时段长短分得合适,所得解仍可以很好地逼近实际情况,满足计算要求。为此,笔者以一维腾发条件下土壤水分运动为研究对象,根据土壤水分运动的特点和前人研究的基础,采用隐式插分法对此连续系统进行离散化,采用固定时间增量法对其进行数值模拟。1数学物理条件的限定为研究方便,作如下基本假定:土壤中的水是不可压缩的纯水[吕〕,忽略溶质势的作用;土壤中各点温度相同,忽略温度势作用,在土壤水分特征曲线中,土壤基质...  (本文共2页) 阅读全文>>

《节水灌溉》2007年04期
节水灌溉

计算机技术在土壤水分运动模拟中的应用

土壤水是水循环中重要的一个组成部分,土壤水分的预报在土壤学、环境科学、农业工程、地下水动力学等方面具有重要意义。把计算机技术同土壤水分运动结合,有助于更加高效地研究,很多学者都对其进行了深入探讨,国外出现了一些诸如Hydraus的专业软件,国内很早就有学者对土壤水分运动的模型进行了计算机模拟实现,并取得了不错的结果[1~3]。利用VB和MATLAB的链接技术,对现有的土壤水分运动模型进行模拟,并对结果进行了实验验证。该方法对于实际应用软件开发具有一定的参考价值。1计算机技术MATLAB从它问世以来就是以数值计算称雄,在经历了近30年的发展后,20世纪90年代,MATLAB已经成为国际控制界公认的标准计算软件,在数值计算方面其功能强大,此外还增强了图形处理、符号计算等方面的功能[4]。鉴于MATLAB在界面设计上的相对缺陷,可应用VB语言与MATLAB联合实现目的。下面介绍几种常见的链接方法。ActiveX自动化(OLE自动化)协...  (本文共3页) 阅读全文>>