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水及溶质在有大孔隙的土壤中运移机制研究

本文通过室内外实验和数学模型对水及溶质在有大孔隙的土壤中运移机制进行了研究,主要内容如下:●详细评述了水及溶质在有大孔隙的土壤中运移的研究背景与目的意义、影响因素、实验研究、模型研究以及分形理论的应用。●对取自南京郊区耕地的原状土柱进行CT扫描实验,得到土柱各横断面的CT扫描图像,采用地理信息系统软件软件ARC/INFO和MapInfo处理图像,得到了大孔隙在土柱横断面和纵断面上的分布,采用配线法确定大孔隙的大小在土柱横断面的分布为对数Γ分布。●对取自山东聊城耕地的原状土柱进行CT扫描实验,指出南京土壤和聊城土壤由于形成机理和存在条件的不同,形成大孔隙的原因不同,大孔隙在土柱横断面和纵断面上的分布各不相同。●采用离心机法测定原状土和回填上的土壤水特性曲线,指出回填土由于破坏了土壤原有的大孔隙结构,土壤变得均质化,导致其土壤水分特征曲线与原状土不同。●通过对回填土和原状土中含水率实验结果进行比较分析,指出回填土和原状土含水率的变化  (本文共155页) 本文目录 | 阅读全文>>

《河海大学学报(自然科学版)》2002年02期
河海大学学报(自然科学版)

水及溶质在有大孔隙的土壤中运移机制研究进展

土壤中的大孔隙由物理或生物过程形成 .物理过程包括 :由土壤的干湿作用造成的收缩和膨胀 ,土壤中可溶性物质的溶解 ,冻融的循环交替以及耕种等活动 .生物过程包括蚯蚓和啮齿动物活动和植物根系的生长 .大量的室内和田间实验表明 ,大孔隙流是土壤中的一种普通存在的现象 ,而不是一种例外 .大孔隙虽然只占整个土壤体积的小部分 (0 .1%~ 5 % ) ,但对水及溶质在土壤中的运移有着深刻影响[1,2 ] .当土壤中存在大孔隙时 ,进入土壤中的水及溶质就绕过土壤基质 ,经过大孔隙快速到达土壤深处或地下水中 ,对地下水造成污染 .1 水及溶质在有大孔隙的土壤中运移的实验研究总体上讲 ,有关水及溶质在有大孔隙的土壤中运移的实验共分为两类 :一类是确定土壤大孔隙大小分布的实验 ;另一类是含有大孔隙土壤的水流实验 .1.1 确定大孔隙大小分布的实验确定大孔隙大小分布 ,除了较早采用的水的吸附 解吸附、N的吸附和Hg的注入方法外 ,还包括以下 ...  (本文共8页) 阅读全文>>

《水文地质工程地质》2004年04期
水文地质工程地质

水及溶质在有大孔隙的土壤中运移的研究(Ⅱ):数值模拟

本文描述水及溶质在有大孔隙土壤中运移的确定性模型有:两域模型、多域模型、数值模型、两阶段模型、混合层模型和多尺度平均模型。与平均模型相比,两域模型在概念上简单易懂,在预测能力方面也大有改善,但由于两个域都需要许多参数来描述,而这些参数又难于测定,并且边界条件的处理也非常复杂,限制了该方法的应用;多域模型需要更多的参数,并且要掌握模型参数的物理性质和相关性,使模型变得异常复杂,这同样限制了该模型的应用;数值模型要求某个孔隙组中的流速是其相邻孔隙组中的流速的整数倍,这有很大的约束性,限制了孔隙组的最大数,因此得到的解是很粗糙的;两阶段模型中两个阶段的划分及临界入渗强度的确定任意性大,难以把握;混合层模型假定混合层中溶质均匀分布,而实际上只有围绕大孔隙很少的一部分溶质参与水流过程,假定大孔隙流层中只有大孔隙流存在而无基质流,也无大孔隙流与基质流之间的交换,这与实际情况不符;多尺度平均模型的使用限定为饱和稳定流条件下非活性溶质运移,并假...  (本文共6页) 阅读全文>>

《环保科技》2017年04期
环保科技

低温热解技术在中试条件下修复汞污染土壤的研究

土壤中的汞按照其化学形态可分为金属汞、无机结合态和有机结合态汞,其中金属汞和无机结合态汞在一定条件下(p H、有机质含量、湿度、温度、厌氧条件等)发生甲基化,形成剧毒的甲基汞[1],对环境和人体的安全和健康构成严重威胁。正是由于汞具有极大的危害,被国际卫生组织列为优先控制污染物。在2014年由环境保护部和国土资源部共同发布的《全国土壤污染状况调查公报》结果显示,全国土壤汞点位超标率为1.6%[2],土壤汞污染的情况相当严重。在2016年国务院发布的《土壤污染防治行动计划》中,明确了在贵州省铜仁市启动土壤污染综合防治先行区建设,对汞污染土壤的治理与修复方法和技术进行积极探索,为汞污染土壤治理与修复起到示范作用[3]。在当前众多汞污染土壤修复治理技术中,低温热解技术因其能快速、高效的将汞从土壤中分离出来,被视为治理修复高浓度汞污染土壤的有效方法之一[4]。汞是目前人类发现唯一一种以液态存在的金属,在常温下熔点为-38.9℃,沸点为3...  (本文共5页) 阅读全文>>

《生态环境学报》2017年07期
生态环境学报

喀斯特地区土壤CO_2扩散通量变化特征及其影响因素分析

随着气候变暖和气候异常现象在全球范围内的频频发生,有关CO2的排放和运移机理的研究不断增加。其中,土壤表面CO2通量对大气环境的影响越来越受到重视(Schlesinger et al.,2000)。在岩溶地区,岩溶作用通过消耗土壤CO2,导致土壤向大气释放的CO2量减少,虽然这并没有直接消耗大气中的CO2,但对大气CO2起到减源作用(White,2013;Martin et al.,2013)。因此在岩溶地区,土壤与大气间的碳通量对调节大气CO2浓度具有重要意义(赵瑞一等,2015)。对土壤CO2的扩散通量以及土壤剖面CO2的运移研究,国内外已有较多报道。王超等人对现有土壤垂直剖面的CO2运移模型进行了评价,利用Fick扩散法对土壤CO2通量进行了测算,并认为影响扩散通量最主要的因素为土壤温度(王超等,2010;温学发等,2007)。房彬等(2013)运用密闭箱-气相色谱法对西南喀斯特地区轮作旱地土壤CO2释放通量进行了观测研究...  (本文共9页) 阅读全文>>

《中国农业大学学报》2013年06期
中国农业大学学报

土壤含水率对近红外传感器标定模型的响应研究

土壤含水率是植物生长和土地管理的关键因素,对土壤表面温度、土壤侵蚀和风积物移动有重要影响[1-2]。传统烘干法能够准确测量土壤含水率,但在一定区域内,收集土壤样品过程中原位土壤不可避免地遭到破坏,无法连续、重复测量某一区域的土壤含水率;目前广泛使用的土壤含水率测量方法包括:中子法、频域反射法(FDR)、时域反射法(FDR)、电容传感器、电阻率成像法等,以上测量方法都是测量一定体积土壤的含水率,反映的是某一体积内的平均土壤含水率,无法实现对土壤表面水分的测量。因此,理想的土壤含水率测量方法应该是快速、无接触和非破坏,并且不受深度限制。水分对近红外波段光(700~2 500nm)有强烈影响,大量研究表明,近红外波段的反射光与一些物质的物理化学性质存在一定的关系,因此近红外反射法被广泛应用于医药、食品和土壤等领域,用于物质成分的定量分析[3-5]。为了实现近红外反射法对土壤含水率的准确预测,国内外学者对土壤含水率与近红外反射光强之间的...  (本文共5页) 阅读全文>>

《农机化研究》2012年08期
农机化研究

基于太阳能的土壤含水率远程实时监测仪研制

0引言土壤含水率是农业生产中的一个重要参数,很多情况下都要求对其进行测量或监测。测量土壤含水率的方法很多:一类是对土壤进行取样,然后在实验室中对样品进行分析,测量出土壤含水率;另一类是现场测量,通过仪器实时测量,直接读取结果。实验室测量方法(如烘干称质量法)测量精度高,但无法实现现场实时监测。目前使用的便携式或手持式土壤水分测量仪现场测量,操作简单,可直接读取测量结果,但大多数靠人工操作与人工读数及记录,无法实现长期自动测量。一些土壤含水率测量仪虽具有RS-232,RS-485等通讯接口,可实现测量结果的自动传输,但这类仪器体积较大,工作方式固定,功耗较大,不易实现系统集成,且价格较高。在现代农业生产中,需对土壤含水率实时监测,以实现精确灌溉[1-3]。在一些野外环境中,对土壤含水率进行连续监测时,充分利用太阳能给系统供电,可大大降低更换电池的频率,低碳环保,节约监测成本,同时还能避免因停电或更换电池导致监测数据丢失风险,能方便...  (本文共5页) 阅读全文>>