黄土高原土石混合介质土壤水分研究PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究目的及意义 1

1.3 国内外研究进展 3

1.3.1 碎石特性指标及其测定 3

1.3.2 含碎石土壤各特性指标之间的转换关系 9

1.3.3 碎石的空间分布 10

1.3.4 含碎石土壤水分运动研究 11

1.3.5 土石混合介质溶质运移研究 21

1.4 小结 22

第2章 钙结石的成因及空间分布规律 24

2.1 研究区概况 25

2.1.1 气候特征 26

2.1.2 土壤、地形和植被特征 26

2.2 神木六道沟流域钙结石的成因与分布概况 27

2.3 典型地段钙结石分布规律 28

2.3.1 采样点布设及表土钙结石含量测定方法 28

2.3.2 陡坡钙结石分布 30

2.3.3 缓坡钙结石分布 33

2.3.4 沟谷钙结石分布 34

2.4 小结 36

第3章 钙结石与细土的物理特性及含水量关系 38

3.1 钙结石和细土的基本物理特性 39

3.2 钙结石和细土的含水量关系 41

3.3 含碎石土壤含水量测定的误差分析 44

3.3.1 含水量测定误差理论分析 44

3.3.2 试验检验 47

3.4 小结 50

第4章 含碎石土壤的水力特性及参数测定 51

4.1 含碎石土壤的水分特征曲线 52

4.1.1 含钙结石土壤的水分特征曲线 53

4.1.2 小粒径碎石组成的土石混合介质的持水性 63

4.2 含碎石土壤的饱和导水率 72

4.2.1 定水头法测定的含钙结石土壤的饱和导水率 73

4.2.2 负压入渗仪测定的含钙结石土壤的饱和导水率 74

4.2.3 煤矸石对饱和导水率的影响 78

4.2.4 中壤土构成的土石混合介质的饱和导水率 79

4.3 水平入渗法确定含钙结石土壤的水力特性参数 83

4.3.1 含钙结石土壤的水力特性参数测定方法 83

4.3.2 含钙结石土壤水力特性参数测定方法检验 85

4.3.3 钙结石含量对土壤水力特性参数的影响 88

4.4 小结 91

第5章 含碎石土壤水分运动模型 93

5.1 含碎石土壤水分运动的概念模型 94

5.1.1 单孔模型 94

5.1.2 双孔模型 94

5.1.3 双透模型 96

5.2 碎石和细土之间的质量交换 96

5.2.1 基于有效饱和度的质量交换 97

5.2.2 基于水势的质量交换 98

5.3 根系吸水和根系生长模型 98

5.3.1 根系吸水模型 98

5.3.2 根系生长模型 100

5.4 土壤水力特性模型 102

5.5 定解条件 102

5.5.1 初始条件 102

5.5.2 上边界条件 103

5.5.3 下边界条件 103

5.6 模型离散和求解 103

5.6.1 水分运动控制方程的离散 104

5.6.2 根系吸水和根系生长方程的离散 106

5.6.3 边界条件的处理 107

5.6.4 模型求解 110

5.7 双孔模型模拟含碎石土壤入渗的参数灵敏度分析 110

5.7.1 碎石含量 111

5.7.2 质量交换系数 112

5.7.3 碎石孔隙度 115

5.8 双孔模型模拟含碎石土壤蒸发的参数灵敏度分析 117

5.8.1 碎石含量 117

5.8.2 质量交换系数 119

5.9 小结 121

第6章 含碎石土壤的入渗和蒸发特征及其模拟 123

6.1 含钙结石土壤的水分运动过程及其模拟 124

6.1.1 钙结石含量对土壤水分入渗的影响 124

6.1.2 碎石尺寸对土壤水分入渗的影响 128

6.1.3 含钙结石土壤隔层对水分入渗的影响 131

6.1.4 钙结石含量和土壤初始水分状况对土壤蒸发的影响 137

6.1.5 含钙结石土壤隔层对土壤蒸发的影响 143

6.2 煤矸石对土壤水分运动过程的影响 148

6.2.1 煤矸石对土壤水分累积入渗量的影响 148

6.2.2 煤矸石对湿润锋深度变化的影响 149

6.2.3 碎石种类对土壤水分入渗的影响 150

6.2.4 煤矸石对土壤水分蒸发的影响 151

6.3 变质岩、沉积岩和砾石对土壤水分运动过程的影响 154

6.3.1 天水土壤（混合中度风化变质岩）的入渗特征 154

6.3.2 泾阳土壤（混合河滩石）的入渗特征 158

6.3.3 铜川土壤（混合强度风化沉积岩）的入渗特征 162

6.3.4 土石比和碎石组成对湿润锋的影响 164

6.3.5 土石混合介质入渗量与湿润锋的关系 170

6.3.6 黄土高原区土石混合介质垂直一维入渗过程比较 171

6.4 小结 172

第7章 含碎石土壤的降雨入渗过程与模拟 174

7.1 人工含碎石土壤的降雨入渗特征 174

7.1.1 降雨条件下碎石含量对入渗的影响 174

7.1.2 降雨过程中含碎石土壤水分和湿润锋变化 177

7.2 田间含碎石土壤的降雨入渗特征 179

7.2.1 崾岘地区含碎石坡地降雨入渗特征 180

7.2.2 六道沟流域含钙结石坡地降雨入渗特征 190

7.2.3 模拟降雨条件下含碎石土壤水分再分布过程 204

7.3 黄土高原地区含碎石土壤入渗模型拟合探讨 210

7.4 小结 213

第8章 碎石对土壤水分动态的影响 215

8.1 坡面水分动态变化 216

8.1.1 坡面土壤水分动态变化 217

8.1.2 不同深度土壤水分储量变化 220

8.2 下垫面对土壤水分动态变化的影响 224

8.2.1 土壤水分分布格局 224

8.2.2 土壤水分储量变化 226

8.3 撂荒坡地土壤水分动态变化 229

8.4 坡面表层土壤水分时空变化 233

8.4.1 表层土壤平均含水量随时间的变异 234

8.4.2 表层土壤水分沿坡面的时空变化 235

8.4.3 影响表层土壤水分变异的因素 239

8.5 小结 240

第9章 植被生长及其对土壤水分的吸收利用 242

9.1 试验布设和测定参数 244

9.2 小区土壤水分动态变化 244

9.3 小区土壤水分储量变化 248

9.4 柠条生长状况 251

9.5 土壤水分平衡 252

9.6 小结 255

第10章 含钙结石土壤的水分有效性 257

10.1 土壤水分有效性概念 257

10.1.1 土壤水分有效性概念的发展 257

10.1.2 土壤水分有效性评价指标 258

10.1.3 钙结石对土壤水分有效性的影响 259

10.2 试验设计和数据监测 260

10.3 不同水分处理的柠条生长状况 262

10.4 不同水分处理的柠条蒸腾速率 264

10.5 基于柠条蒸腾速率的土壤水分有效性分区 267

10.6 土壤水分有效性与钙结石含量之间的关系 269

10.7 小结 271

第11章 土石混合介质中的溶质运移特征 273

11.1 室内扰动含碎石土壤的Cl-混合置换试验 273

11.1.1 土石混合介质的溶质穿透曲线特征 273

11.1.2 土石比对孔隙流速和水动力弥散的影响 281

11.1.3 土石混合介质的弥散系数 284

11.1.4 碎石组成对溶质运移的影响 288

11.2 原状土石混合介质水分和溶质运移特征 289

11.2.1 原状土石混合介质截面出流变异特征 290

11.2.2 原状土石混合介质中非反应溶质运移特征 314

11.3 小结 319

参考文献 321