地中蒸渗计降雨入渗资料的处理

本文对地中蒸渗计与自然潜水水分运移机理存在的差异进行了分析,并提出了在充分考虑降雨入渗补给物理机制的条件下,运用非饱和带重力蓄水库容调节、土壤复蓄计算对地中蒸渗计降雨入渗资料的处理方法:即P'r-W-Pr方法.该方法结构简单,概念清楚,符合自然实际情况,实现了地中蒸渗计降雨入渗资料向自然实际降雨入渗补给量计算的转变,弥补了地中蒸渗计监测降雨入渗补给的缺陷,使地中蒸渗计的实验数据更加接近自然.     

季节性冻结-冻融期地中蒸渗计资料处理探讨

本文针对地中蒸渗计在冻结-冻融期存在的问题,利用实验站冻土及土壤水分势能资料,探索了冻土层的发育及其水分运移规律,通过对亚砂土不同埋深及不同年度的地中蒸渗计资料处理,得出冻结期和冻融期地中蒸渗计资料的处理方法及其埋深临界值。这对准确利用冻结-冻融期地中蒸渗计资料具有重要的指导意义。     

重力蓄水库容对地中蒸渗计降雨入渗资料的调节计算

本文根据在地中蒸渗计固定潜水的特殊构造，分析了其在降雨入渗补给方面与自然潜水之间存在的差异以及用其监测降雨入渗补给的误差，在充分考虑降雨入渗补给物理机制的条件下，提出了运用非饱和带重力蓄水库容调节、土壤复蓄计算对地中蒸渗计降雨入渗资料的处理方法：即Pr-W-Pr方法。该方法结构简单概念清楚，通过用其对太谷均衡实验站地中蒸渗计资料处理、计算，结果表明：运用该方法对蒸渗计资料进行处理符合自然实际情况。Pr-W-Pr方法，实现了地中蒸渗计降雨入渗资料向自然实际降雨入渗补给量计算的转变，弥补了地中蒸渗计监测降雨入渗补给的缺陷，使地中蒸渗计的实验数据更加接近自然。     

地中蒸渗计降雨入渗资料的处理

根据地中蒸渗计固定潜水水位的特殊结构，分析了在降雨入渗补给方面与自然潜水之间存在的差异以及用其监测降雨入渗补给的误差，在充分考虑降雨入渗补给物理机制的条件下，提出了运用非饱和带重力蓄水库容调节、土壤复蓄计算对地中蒸渗计降雨入渗资料的处理方法：即Pr-形-Pr方法。该方法结构简单，概念清楚，通过对太谷均衡实验站地中蒸渗计资料处理、计算，结果表明：运用该方法对地中蒸渗计资料进行处理符合自然实际情况。Pr-形—Pr方法实现了地中蒸渗计降雨入渗资料向自然实际降雨入渗补给量计算的转变，弥补了地中蒸渗计监测降雨入渗补给的缺陷，使地中蒸渗计的实验数据更加接近自然。     

降雨入渗补给规律分析

本文依据我站地中蒸渗计和气象站的实测资料,重点从岩性、潜水埋深、降雨情况等方面对潜水的降雨入渗补给规律进行了分析总结,进而对确定入渗补给量和入渗补给系数的复杂性进行了初步的分析。     

土壤冻结期潜水蒸发规律分析

通过对冻结期地中蒸渗计实验资料的分析,探讨冻结期地下水蒸发规律,得出冻结期地下水蒸发量与地下水埋深的数理统计关系,给出冻结期发生潜水蒸发的临界值。这对浅层地下水分析研究具有重要意义。     

降水入渗补给地下水滞后时间分析探讨

利用地中蒸渗计多年资料,对不同岩性、不同埋深的蒸渗计降水入渗补给地下水滞后时间进行了分析。认为不同埋深、不同岩性的降水入渗补给地下水滞后时间随着降水特性、前期含水量的不同,表现为不同的时间段,降水入渗补给地下水滞后时间与地下水埋深符合乘幂关系,并推出了相应的数学模型。     

冻结-冻融过程中水分运移机理

为研究冻结-冻融过程中水分运移机理,在天山北麓平原通过人为控制潜水不同埋深条件下的模拟试验和田间土壤水分运移观测试验,分析了土壤水势分布和土壤含水量分布特征,发现冻结过程不同潜水埋深条件下的土壤水分运移机理、土壤水与潜水之间的相互转化关系有明显差异.在冻结过程中,潜水浅埋条件下,冻结层下界面与潜水面之间土壤水分运移状态呈上渗型,土壤水向冻结层下界面处运移、积累,同时引起潜水蒸发损耗使潜水位下降,表现出地下水向土壤水转化的基本特征.潜水深埋区,土壤水分运移状态呈上渗-入渗型,同样土壤水向冻结层下界面处运移、积累,同时潜水得到一定的入渗补给并使潜水位上升,表现为土壤水向地下水转化的特征.冻融过程中对于不同潜水埋深,由原来各自的土壤水分运移状态均逐渐转变为入渗型,形成潜水入渗补给,表现为土壤水向地下水转化的特征.冻融期是土壤水资源、地下水资源形成的重要时期,对于干旱少雨的西北地区而言,冻融水的形成、运移和入渗补给地下水具有重要的生态环境意义.     

新型地中蒸渗仪在室内模拟蒸发降水入渗试验中应用研究

地中蒸渗仪是观测潜水蒸发、入渗参数的必要设备,广泛应用于农田水利领域。本文结合野外大型水文实验场地中蒸渗仪工作原理,以小型化设计和便捷操作系统为基础,采用自动化控制系统,发明一种新型的地中蒸渗仪,在实验室内开展模拟蒸发入渗试验。实验结果表明:采用该种新型地中蒸渗仪,可使观测实验运行和数据采集更加便捷准确,不仅提高了实验数据观测精度,获得水资源评价高精确数据,也减少了水资源评价过程中人为因素而产生得误差,研究结果可为农业水利的传统实验站改造提供借鉴。     

潜水蒸发系数与影响因素分析

本文通过蒸渗计观测潜水蒸发的实验结果，计算了潜水蒸发系数，通过对潜水蒸发影响因素分析，分析了潜水蒸发机理及其变化特征。     

水位波动下路基湿度动态响应及地下防排水模型试验研究

设计加工了室内路基防排水模型试验系统,进行了地下水位波动影响下的路基水分迁移及地下防排水的室内试验研究。通过改变地下水位高度,研究了无任何隔水措施、加入普通砂垫层及新型防排水材料作为地下防排水基层工况下路基湿度的动态响应,评价了公路路基地下防排水基层的防排水效果。试验结果表明,在地下水位的波动影响下,近地下水位的路基湿度不仅随着地下水位的变化作相应的变化,上部土体湿度因毛细作用的存在也有较大幅度的增加,当地下水位较低时,砂垫层起到了较好的防排水效果;而当地下水位较高时,砂垫层内部的毛细水上升高度大于砂垫层的高度,路基湿度产生较大变化;新型的防排水材料能有效阻止毛细水进入路基内部,具有较好的防排水效果。     

地下水对栾川炉场沟尾矿坝稳定性影响分析

据计算结果,栾川炉场沟尾矿坝在正常运行情况下是稳定的,地下水位(浸润线水位)是实测水位;在洪水运行情况下和特殊运行情况下是不稳定的,洪水运行情况下,预测地下水位(浸润线水位)距离坝顶 1 m,地下水位(浸润线水位)埋深较浅时尾矿坝不稳定,提出了相应的预防措施.     

北京典型地区灌溉条件下包气带水分运移特征研究

以张家湾包气带水盐运移试验场灌溉试验资料为依据,运用土壤水分能量观点,分析了灌溉条件下包气带水分运移特征。试验结果表明,在一定灌溉量下包气带水分运移具有明显的分带特征以及灌溉水明显运移到达的深度;在一定灌溉量条件下,灌溉后地下水位上升微小,灌溉补给地下水量较小,并通过非饱和水流达西定律计算了向下入渗补给量。     

Advances in Moisture Migration in Vadose Zone of Dryland and Recharge Effects on Groundwater Dynamics

The vadose zone is the zone in between the land surface and above the groundwater table at vertical profile with partial water saturation and under the unsaturation condition, which constitutes the connections among atmospheric water, surface water and groundwater. Soil moisture migration in the vadose zone is a rather complicate process, which controls the rates of groundwater depletion and recharge, and has close hydraulic connections with highly frequent water transfers on the interfaces among the irrigation farmland, sand dunes, wetlands, lakes, and other landscape types. Recent development on soil moisture migration simulations and the application of tracer techniques, geophysical techniques and other geological methods in the vadose zone research, the factors affecting soil moisture migration and groundwater recharge,and soil moisture migration effects on moisture exchange between different landscapes were reviewed in this paper. Several suggestions on the future research were presented here: ① An intense field observation and research database should be initiated and constructed to determine the soil hydraulic parameters, and quantify the influence of moisture migration in vadose zone on the groundwater recharge; ② The proposed observations and researches should learn from the “Critical Zone Observatory”, and focus on the coupling of the soil moisture migration, solute transport and groundwater recharge.     

水势理论在四水转化研究中应用时代特征与趋势:纪念ZFP方法引进我国30周年

20世纪80年代零通量面方法在我国应用中解决了"四水"转化研究中参数不确定性带来的问题,发现在降水入渗补给地下水过程中土壤总水势梯度大于1.0cm H2O/cm,且逐渐降低,流入、流出被监测土层的水量相等时土壤总水势梯度趋近于1.0cm H2O/cm。20世纪90年代,利用土壤水势与含水量之间量化关系,指导了农业节水灌溉,提出在灌溉过程中土壤水势梯度等于1.0cm H2O/cm的时间持续愈长,表明过剩灌溉而浪费的水量愈多的认识。进入21世纪以来,水势理论较广泛地用来解决土壤水盐分运移数值模拟与入渗模型中水文地质参数问题和降水入渗土壤水势运移微观机理研究,并发现表聚型、中聚型和底聚型土壤盐分剖面的水动力学特征。通过土壤水动力场调控改变土壤水盐(养分或污染物)运移是未来重要研究方向。     

台风暴雨条件下滑坡地下水渗流特征及成因机制

台风暴雨常引发大量的滑坡灾害,造成生命财产损失,因而研究台风暴雨条件下滑坡地下水渗流特征及成因机制对滑坡的防治、预警预报具有重要意义.以浙江省中林村滑坡为例,采用有限元数值方法,模拟了台风暴雨的两种常见工况（工况1:等强度降雨;工况2:渐变强度降雨）下滑坡地下水的暂态渗流场及稳定性.结果表明:两种工况条件下,滑坡地下水渗流特征基本相同,地下水位响应迅速,地下水位位于强风化和中风化接触面附近,且在坡脚形成溢流;但是工况1较工况2地下水水位上升速度快、幅度大;滑坡稳定系数与地下水水位及降雨强度等密切相关,在高强度降雨条件下,随地下水水位上升稳定系数快速下降,水位稳定以后,稳定系数下降速度减缓;中林村滑坡为典型的滑塌-拉裂-蠕滑缓动型变形破坏模式,台风暴雨引起斜坡岩土体地下水水位上升,基质吸力降低和孔隙水压力增加是其发生变形破坏的主要原因.本文所得结论能够为东南沿海地区台风暴雨诱发滑坡的预测预报与防治提供理论支持.      

包气带增厚条件下地下水补给规律研究

伴随人类活动影响的不断增大,地下水位持续下降,包气带厚度增大,改变了地下水的补给条件.为阐明在巨厚包气带中水分运移规律,在河北栾城实验站进行了包气带水分运移监测试验.通过对监测数据的计算和分析,揭示了大水漫灌条件下,灌溉水在包气带中湿润峰和零通量面（ZFP）的运移和形成规律,计算了灌溉水回归补给地下水的水量,并利用达西公式进行验证.试验结果客观准确地反映了在当前人类剧烈活动影响下,包气带中水分运移规律及灌溉水补给地下水的情况,同时通过对包气带水分运移情况进行监测,取得了包气带水分运移的翔实资料和灌溉参数,对于促进农业节水灌溉有重大的现实意义.     

南水北调工程对北京地区生态环境变化的影响研究

南水北调引水工程实施后,对北京市的供水面积达700km^2。供水范围内的水位将会有不同程度的上升,10年后北京市地下水资源储存量将增加16.8×10^8m^3,缓解北京水资源短缺的现状。同时,不可避免地改变目前的地质环境状态：地面沉降灾害将减缓;地下水总硬度将会降低等;改变建筑物抗浮能力,造成已有地下建筑物的设防水位和防渗水位的变化、地下室可能出现渗漏问题;砂土液化的范围将扩大;供水区域内非正规固体废弃物填埋、堆放场的固体废弃物受到地下水不同程度的浸泡,产生大量的垃圾浸出液,浸出液中污染物进入地下含水层后,势必对附近的地下水造成了不同程度的污染等环境地质问题。     

零通量方法原位测定给水度

本文简略介绍了零通量面（ＺＦＰ）方法原位测定给水度的原理、计算,并给出了在银北平原江南试区人工调控地下水位条件下和天津万军套洼试点天然条件下应用ＺＦＰ方法原位测定给水度的具体实例。结果表明,给水度测定值与测参历时有关,对单一岩性而言,其值逐渐增大,经过相当时间后将趋于某一稳定值,其原因是非饱和带释水存在滞后作用,所以它也是反映不同释水过程的一个参数,其值是在一个范围内变化。另外给水度测定值与包气带及潜水位变动带的岩性有关,土层质地越粘重给水度值越小,包气带释水的滞后作用影响越明显。同时,潜水位降落的起始位置不同对多层地质结构的给水度测定值影响也不同。而且给水度的测定值还与潜水埋深及包气带土壤剖面初始含水量有关。     

鹏山水源地开采条件下的含水层固结模型

以鹏山水源地地下水系统作为研究对象,针对研究区地下水开采引发的地面沉降问题,应用土力学和地下水动力学原理,建立了该水源地开采条件下的含水层固结模型。为保证模型的准确性,从渗流空间场和地下水运动过程两个方面,对模型误差积累、误差分布和模型稳定性进行了较全面的评估,使模型具有较高的可信度。