夾砂層土壤水鹽運移實驗研究

前言

　　非飽和土壤中水鹽運移的研究，對于防治土壤鹽堿化有著重要理論意義和實用價值。以前由于量測技術和測試方法的限制，大多數土壤水鹽運移研究集中在均質土壤方面，少數涉及層狀土壤的研究是針對東部地區(qū)常見的粘土夾層條件開展的，對于西北地區(qū)土壤剖面多見的夾砂層土壤水鹽運移則研究甚少。而西北地區(qū)春季土壤表面裸露蒸發(fā)強烈，導致返鹽現象亦較強，成為農業(yè)生產的嚴重危脅?！　♂槍@些實際問題，《夾砂層土壤水鹽運移實驗研究》闡述了夾砂層土壤水鹽運移的室內實驗研究及其成果，主要涉及相同潛水位和礦化度（3g／L），不同大氣蒸發(fā)能力條件下，夾砂層強鹽漬土壤的水鹽運移規(guī)律及機理。本研究通過實驗表明，夾砂層具有阻水抑鹽作用，主要新觀點如下?！　。?）與均質土相比，夾砂層對毛管水上升既有促進也有抑制作用，砂層層位對土壤水蒸發(fā)由促進到抑制的轉折點為砂土和壤土導水率的相對大小發(fā)生變化之時。此外，砂層對毛管水上升的抑制作用隨砂層層位的升高、厚度的增加以及級配的變差而增大?！　。?）夾砂層土壤毛管水最大上升高度以及各層土壤含水量分布是否受到影響，主要取決于砂層的質地、層位、厚度及其相互關系，同時還與同剖面中其他土壤的粒徑有關。

內容概要

本書系統(tǒng)論述了西北干旱地區(qū)結構性分層土壤的潛水蒸發(fā)和水鹽遷移規(guī)律及理論計算方法。全書共分6章，包括緒論、層狀土壤毛管水上升的實驗研究、層狀土壤的潛水蒸發(fā)特性、蒸發(fā)條件下夾砂層土壤的鹽分遷移特性、夾砂層土壤影響水鹽運移特性的理論分析、層狀土壤蒸發(fā)強度的理論計算方法。本書闡述的科技創(chuàng)新理論和實踐具有很好的學術價值和應用價值，值得推廣。    本書可供從事農業(yè)水利和水資源方面的科研、生產和管理人員閱讀參考，也可作為大專院校相關專業(yè)教師、研究生的教學參考書。

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  研究背景及意義  1.2  入滲條件下層狀土壤水分和溶質運移研究現狀    1.2.1  “壚蓋砂”層狀土壤水分和溶質運移研究動態(tài)    1.2.2  “砂蓋壚”層狀土壤水分和溶質運移研究動態(tài)    1.2.3  “壚砂交錯”層狀土壤水分和溶質運移研究動態(tài)  1.3  蒸發(fā)條件下層狀土壤水分和溶質運移研究現狀    1.3.1  蒸發(fā)條件的模擬和數據采集方法    1.3.2  層狀土壤毛管水的上升規(guī)律    1.3.3  夾層土質對土壤水蒸發(fā)強度和土體積鹽的影響    1.3.4  潛水蒸發(fā)的計算方法  1.4  層狀土壤水鹽運移數值模擬  1.5  存在問題  1.6  研究內容及方法    1.6.1  研究內容    1.6.2  研究方法和技術路線  1.7  實驗研究方法    1.7.1  實驗設計    1.7.2  實驗測定項目及方法  1.8  小結  參考文獻第2章  層狀土壤毛管水上升的實驗研究  2.1  實驗方法  2.2  實驗結果    2.2.1  均質土壤的毛管水分運動特性    2.2.2  夾砂層土壤的毛管水分運動特性    2.2.3  砂層對毛管水分運動特性影響的機理分析  2.3  小結  參考文獻第3章  層狀土壤的潛水蒸發(fā)特性  3.1  實驗方法    3.1.1  實驗的設計及方法    3.1.2  蒸發(fā)開始時間的確定    3.1.3  實驗過程中測定的參數及方法  3.2  均質土壤潛水蒸發(fā)的特性    3.2.1  均質土累積蒸發(fā)量與大氣蒸發(fā)能力的關系    3.2.2  不同蒸發(fā)能力條件下均質鹽土蒸發(fā)強度隨時間的變化    3.2.3  均質鹽土蒸發(fā)強度與大氣蒸發(fā)能力的關系  3.3  均質土壤潛水蒸發(fā)強度計算方法    3.3.1  潛水穩(wěn)定蒸發(fā)強度的計算方法及模型驗證    3.3.2  潛水非穩(wěn)定蒸發(fā)過程的理論分析和計算方法比較  3.4  層狀土壤潛水蒸發(fā)特性    3.4.1  不同夾砂層層狀土壤的潛水蒸發(fā)特性    3.4.2  砂層各因素對蒸發(fā)強度的影響    3.4.3  蒸發(fā)過程中各處理土壤剖面的含水量變化特性  3.5  層狀土壤潛水蒸發(fā)強度.的計算方法及模型研究    3.5.1  不同大氣蒸發(fā)能力下層狀土壤潛水穩(wěn)定蒸發(fā)強度的計算方法    3.5.2  層狀土壤潛水非穩(wěn)定蒸發(fā)強度的理論分析及計算方法比較  3.6  小結  參考文獻第4章  蒸發(fā)條件下夾砂層土壤的鹽分遷移  4.1  實驗方法    4.1.1  實驗的設計及方法    4.1.2  實驗過程中測定的參數及方法  4.2  結果分析    4.2.1  砂層對土體積鹽和土壤剖面鹽分分布的影響    4.2.2  土表返鹽量與累積蒸發(fā)量的關系    4.2.3  夾砂層土壤剖面鹽分離子的動態(tài)變化特征    4.2.4  各離子含量與土壤總鹽量之間的差系  4.3  小結  參考文獻第5章  夾砂層土壤影響水鹽運移特性的理論分析  5.1  潛水蒸發(fā)與土壤質地的關系  5.2  潛水蒸發(fā)與土壤層次排列的關系  5.3  潛水蒸發(fā)與砂層層位和厚度的關系    5.3.1  砂層層位對潛水蒸發(fā)影響的理論分析    5.3.2  砂層厚度對水分蒸發(fā)影響的理論分析  5.4  潛水蒸發(fā)與砂層質地的關系    5.4.1  潛水蒸發(fā)與砂層級配的關系    5.4.2  潛水蒸發(fā)與砂層粒徑的關系  5.5  潛水蒸發(fā)與土壤剖面溫度梯度的關系    5.5.1  不同大氣蒸發(fā)條件下均質土壤剖面的溫度變化特征    5.5.2  夾砂層土壤剖面溫度的變化特征  5.6  小結  參考文獻第6章  層狀土壤蒸發(fā)強度的理論計算方法  6.1  穩(wěn)定蒸發(fā)條件下的水分運動  6.2  均質土壤蒸發(fā)強度的理論分析及計算    6.2.1  均質土壤穩(wěn)定蒸發(fā)強度的理論分析    6.2.2  均質土壤穩(wěn)定蒸發(fā)強度和極限蒸發(fā)強度的理論計算    6.2.3  均質土壤潛水極限蒸發(fā)強度計算模型的參數敏感性分析  6.3  層狀土壤蒸發(fā)強度的理論分析與計算    6.3.1  層狀土壤穩(wěn)定蒸發(fā)的理論分析    6.3.2  層狀土壤潛水極限蒸發(fā)強度的理論計算  6.4  小結  參考文獻

章節(jié)摘錄

　　室內模擬實驗主要為大型土柱實驗，其中，以武漢大學農水實驗室和南京土肥所的土柱實驗較為典型。一般用白熾燈或紅外線燈。照射（250w）模擬穩(wěn)定蒸發(fā)（也有用電風扇調節(jié)風力大?。?，用標準蒸發(fā)皿（d=20cm）或與土柱蒸發(fā)面積相等的觀測裝置率定水面蒸發(fā)量（對資料進行分析和計算，得到表土蒸發(fā)量E與土壤含水率之間的關系），土柱底部設排水濾層（石英砂反率層）及地下水位控制裝置（馬氏供水箱），模擬不同地下水埋深；土壤表層溫度由自動溫控裝置控制。當實驗中考慮地下水位時，土面蒸發(fā)量一般用水量平衡法計算；如不考慮地下水時，則用稱重法（精度為0.1 g）測其土柱蒸發(fā)量?！　⊥寥浪值臏y定，在野外一般采用中子儀和洛陽鏟取土的方法進行測定；在室內多數用Y射線法進行非破壞性測定，也有用取土法測定或在土柱不同深度處布設張力計以監(jiān)測土壤水分動態(tài)變化，由于取土法對時間的要求較為嚴格，所以實驗裝置一般都是可拆卸式的。土壤中鹽分或其他離子的測定，一種方法是在取土.的同時測定土壤中鹽分的含量；第二種方法是在與張力計位置相同處預埋鹽分傳感器以便于對土壤鹽分的動態(tài)變化進行實時監(jiān)測。由于鹽分傳感器的滯后作用，使得取土法比鹽分傳感器的測定結果更為準確，但取土法由于對原土柱的擾動而影響了水流全斷面的連續(xù)性，同時取土法也存在一定的時間滯后現象，因此也存在著誤差累積和難以及時掌握鹽分動態(tài)等一些問題。

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