石羊河流域中游土壤水分運動規(guī)律試驗研究.pdf

1、石羊河流域中游地區(qū)位于巴丹吉林沙漠和騰格里沙漠之間，降水稀少，過度開采地下水導(dǎo)致地下水位下降，沙生植被枯死，土壤鹽堿化和生態(tài)環(huán)境惡化，農(nóng)業(yè)與生態(tài)用水矛盾突出。因此，探討土壤水分運動規(guī)律及其與地下水之間相互關(guān)系對如何保護和恢復(fù)地下水、維護綠洲及生態(tài)重建等方面有重要意義。 本文采用試驗觀測與機理分析相結(jié)合的方法，研究地下水位深埋區(qū)土壤水分入滲規(guī)律以及含水率的空間分布特征，初步探求了土壤水與地下水轉(zhuǎn)化之間的動態(tài)關(guān)系。通過對土壤物理特性

2、和水分運動參數(shù)進行測定，進行了土壤水分分布特征試驗、干旱區(qū)土面蒸發(fā)過程試驗、人工降雨條件下土壤水分垂向入滲和地下水水位動態(tài)變化過程觀測等試驗。通過對試驗結(jié)果的分析并采用HYDRUS-1D軟件對土壤水分入滲過程進行模擬，得到以下主要結(jié)論： (1) 影響土壤水分運動的各個參數(shù)在空間上具有較大的差異性和相互關(guān)聯(lián)性。土壤顆粒機械組成實驗和土壤飽和入滲率測定試驗結(jié)果表明土壤顆粒機械組成是影響土壤水分入滲和含水量空間分布的主要因素之一，土壤

3、均勻系數(shù)Cu越小，土壤水分入滲速率越高，飽和導(dǎo)水率Ks與土壤均勻系數(shù)呈明顯的對數(shù)函數(shù)關(guān)系。 (2) 通過試驗與模擬，揭示了土壤水分運動的規(guī)律性及土壤含水率在時空上的分布特征，3m土層內(nèi)土壤含水率的分布在垂向上可劃分為水分散失帶、水分滯留帶、水分過渡帶，在時間上可劃分為土壤水分儲備期和土壤水分散失期。 (3) 人工降雨條件下土壤水分入滲田間試驗及其數(shù)值模擬結(jié)果表明土壤層中土壤特性從上到下趨于砂性，土壤的持水性能隨深度增加而

4、逐漸變差。采用HYDRUS-1D軟件進行模擬時，模擬值與實測值的吻合度較高；隨著土壤深度的增加，土壤含水率的增幅在逐漸變小。 (4) 通過對土壤含水率與土面蒸發(fā)量的關(guān)系研究認(rèn)為，土壤含水率與蒸發(fā)量的關(guān)系不明確，而土壤含水率的改變量與蒸發(fā)量具很好的相關(guān)關(guān)系，構(gòu)造函數(shù)可以較真實地反映土壤含水率的改變量對蒸發(fā)量的影響。 (5) 地下水位的觀測結(jié)果和深層土壤水分運動數(shù)值模擬結(jié)果表明，土壤水對地下水的補給是一個緩慢的過程，對于地下