大孔隙流影響因素及水分運(yùn)動(dòng)模擬研究.pdf

1、優(yōu)先流作為一種常見的土壤水分運(yùn)動(dòng)形式，是近年來針對(duì)土壤水運(yùn)動(dòng)所提出的新概念，與土壤入滲、地表及地下水質(zhì)密切相關(guān)，而大孔隙流是優(yōu)先流中的一種。由于動(dòng)物的挖掘、植物根系的延伸及凍融交替等原因，使大孔隙普遍存在于自然界中。水及溶質(zhì)以這些大孔隙為優(yōu)先通道，快速大量的運(yùn)移到土壤深層及地下水中，從而污染地下水。因此，大孔隙的存在對(duì)水及溶質(zhì)的運(yùn)移有顯著影響。本文通過室內(nèi)物理模擬試驗(yàn)研究不同影響因素條件下大孔隙對(duì)水及溶質(zhì)遷移變化規(guī)律的影響。論文的主要成

2、果如下:
　　(1)研究土壤容重對(duì)不含大孔隙非飽和土壤與含大孔隙非飽和土壤水分運(yùn)移的影響，得到不含大孔隙非飽和土壤的平均濕潤鋒位移、累積入滲量及入滲率與時(shí)間的擬合方程，并對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證;得出含大孔隙非飽和土壤水分入滲過程中轉(zhuǎn)折時(shí)間、濕潤鋒位移、累積入滲量及入滲率具有顯著的優(yōu)先遷移特征，建立了轉(zhuǎn)折時(shí)間、濕潤鋒位移、累積入滲量的函數(shù)模型，并對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，驗(yàn)證效果良好。
　　(2)通過分析相同土壤容重和有效面孔隙度、不同土壤初始

3、含水率條件下，不含大孔隙非飽和土壤與含大孔隙非飽和土壤水分入滲過程，得知大孔隙的存在顯著增大了水分的入滲速率，且土壤初始含水率越大濕潤鋒位移越大、累積入滲量越小。得到不含大孔隙非飽和土壤平均濕潤鋒、累積入滲量與時(shí)間的擬合關(guān)系;得到含大孔隙非飽和土壤水分入滲過程中各特征參數(shù)的變化規(guī)律，通過擬合回歸方法得到轉(zhuǎn)折時(shí)間、濕潤鋒位移、累積入滲量的函數(shù)方程。
　　(3)分析了不同有效面孔隙度條件下含大孔隙非飽和土壤水分入滲過程的變化規(guī)律，建立

4、了轉(zhuǎn)折時(shí)間、濕潤鋒位移的函數(shù)模型。分別采用分段函數(shù)模型和連續(xù)函數(shù)模型對(duì)試驗(yàn)過程中累積入滲量與時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行分析，并采用模型效率系數(shù)對(duì)兩模型進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　(4)研究了不同土壤容重、土壤初始含水率、有效面孔隙度條件下溶質(zhì)在含大孔隙非飽和土壤中的運(yùn)移規(guī)律。研究表明:土壤容重越大，土壤本底值、進(jìn)入土壤的溶質(zhì)總量、平均溶質(zhì)通量越小，沿徑向方向，距離大孔隙中心斷面處越遠(yuǎn)溶質(zhì)濃度值越大;濕潤鋒位移及土壤本底值隨土壤初始含水率的增大而增大，且