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。     

地中蒸渗计水分运移机理及其监测误差分析

对地中蒸渗计与自然潜水水分运移机理存在的差异及误差进行了分析。结果表明：地中蒸渗计与自然潜水在水位动态、水分存储、水分运移等方面存在一定的差异，使得利用地中蒸渗计监测的潜水蒸发量、降雨入渗补给量与自然潜水的实际情况产生了一定的误差，这种误差随着潜水埋深的变化而变化，潜水埋深越浅，误差越大，潜水埋深越深，误差越小。特别对于潜水埋深小于1．5m的地中蒸渗计，使用其资料时一定要作适当的技术处理，如果直接引用，将会给计算成果带来较大的误差。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

称重式蒸渗仪潜水蒸发量的计算

自然环境下的土壤水分入渗、蒸发是相反的过程,入渗是土壤水分经包气带土壤调蓄,垂直下渗补给潜水的运动,蒸发是土壤水分经包气带毛细管及土壤根系层的作用,向土壤表面的运动。本文利用自动称重式蒸渗仪—模拟野外大田生态水文实验环境的大型实验装置,通过设定地下水埋深1.5 m,及垂向剖面上安装的土水势、土壤水分、土壤温度传感器监测资料,气象观测资料,分析土壤水蒸发机理,依据土壤蒸发的确定可采用水量平衡原理,求得实验时段裸面条件下潜水蒸发量计算成果,为平原区浅层水资源计算,精准灌溉试验的研究提供服务。     

基于蒸渗仪和解析法估算毛乌素沙地潜水蒸发量

地下水蒸发是旱区地下水均衡计算中重要的排泄项之一。由于包气带水分运移高度非线性且大气—地表界面动力学过程复杂,估算潜水蒸发量一直是地下水资源评价的难题之一。利用内蒙古乌审旗河南乡均衡试验场E601型蒸渗仪,建立了毛乌素沙地水面蒸发及4种典型岩性（风化砂岩K₁、萨拉乌苏组砂Qpal+l、砂质壤土Qhl、风积沙Qheol）的饱和土蒸发原位试验,结合长期观测获取的大量数据,开展了地下水蒸发与水面蒸发、埋深的关系和地下水蒸发量计算方法研究。结果表明:（1）4种典型岩性（风化砂岩、萨拉乌苏组砂、砂质壤土、风积沙）饱和蒸发量与水面蒸发量比值分别为0.60,0.77,0.47,0.88,表明不同岩性的饱和裸土的蒸发强度不等于自由水面的蒸发强度;实际计算裸土蒸发强度时,不能以自由水面蒸发强度作为参考点,如果运用,必须校正。（2）利用蒸渗仪观测数据和土壤水运动方程稳态解析解,获得4种典型岩性（风化砂岩、萨拉乌苏组砂、砂质壤土、风积沙）潜水稳定蒸发计算的关键经验系数c,分别为628932.63,165058.71,48948.21,1525104.031 m?2。（3）利用稳定蒸发公式确定鄂尔多斯盆地风沙滩区四种典型包气带岩性（风化砂岩、萨拉乌苏组砂、砂质壤土、风积沙）潜水极限蒸发深度约为60 cm,结果得到了室内非稳态蒸发试验的佐证,为研究区水资源评价提供了重要的参数依据。     

降水入渗补给系数的实验研究与分析计算

利用实验场模拟方法，对太谷均衡实验站1987—2000年系列蒸渗计实验观测系统的观测资料，通过降水入渗补给的发生过程和机理的分析研究，得出适合一定条件及特定因素下的降水入渗补给系数及其变化特征。     

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。     

农田蒸散发量变化规律分析

根据冉庄水资源实验站大型地中蒸渗仪在种植小麦、玉米情况下的农田蒸散发量实测资料，分析了农田蒸散发量的时程及深度变化规律，提出了在实验条件下农田蒸散发量的数值范围。     

三工河流域柽柳耗水特征与生物排水探讨

利用三工河阜北潜水均衡试验场地中蒸渗仪种植柽柳（俗名红柳）试验分析得出,本区4年生柽柳在充分供水条件下柽柳有效蒸发蒸腾期4～10月的蒸发量（利用地下水量）与地下水埋深有关,柽柳蒸发蒸腾量随埋深的增加而减小,其蒸发蒸腾量与埋深呈“S”型函数模型。柽柳在0．5—2．0m埋深下的平均蒸发蒸腾量是同期E20水面蒸发量的1．6倍,柽柳整个生育期平均年蒸发蒸腾耗水量为2797mm,灌区大量种植柽柳利用生物排水调控地下水位具有一定的可行性。     

淮北平原小麦和大豆生长条件下潜水蒸发实验模拟

利用五道沟水文实验站62套原状土蒸渗仪1991～2015年长系列实验资料,采用非线性拟合方法,模拟了砂姜黑土和黄潮土冬小麦和夏大豆各生育期潜水蒸发随埋深变化的规律。通过多种线型拟合,砂姜黑土两种作物潜水蒸发量随埋深的增大而递减,均呈指数函数关系;黄潮土小麦在返青前和大豆出苗-分枝期,潜水蒸发量随埋深的增大而递减,呈指数函数关系,小麦返青期以后和大豆分枝期后,潜水蒸发量在0.5～0.8m埋深区间达到最大值,在0.5～0.8m区间以浅随埋深增大而增大,在0.5～0.8m区间以深随埋深增大而减小,呈复合函数关系。     

基于原状土蒸渗仪的潜水蒸发昼夜变化及差异性比较

为探究潜水蒸发昼夜变化及差异,利用五道沟水文实验站蒸渗仪群,进行了砂姜黑土和黄潮土两种代表土壤裸地及种植小麦和玉米三种情景下的实验。结果表明:有作物时,不同需水阶段昼夜潜水蒸发差异明显。需水大时,受蒸腾作用影响,潜水蒸发较大,两种土壤均为白天大于夜间。玉米生长初期需水小,但夏季白天气温较高,均为白天大于夜间。而小麦生长初期,冬季气温低,砂姜黑土昼夜差异不明显,各有大小,黄潮土则为夜间较大。裸土时,黄潮土受夜间水汽凝结及白天毛管断裂影响明显,夜间会大于白天。砂姜黑土则反之。     

大口径蒸渗仪原状土柱取样实用技术

原状土蒸渗仪由于土体结构没有被扰动,可以保持其自然属性,是开展田间水文模拟的理想设施,但土体取样精度不易控制。结合五道沟水文实验站大口径蒸渗仪原状土柱取样实践,针对蒸渗仪原状土柱取样如何快速精确修整、罐体内壁和柱体间的空隙尺寸如何把控、土柱切割如何控制尽可能不被扰动等,系统提出其取样工艺流程和关键技术,发明了铣刀精修土柱法和切土刀板快速切土法,避免了人工修土带来的柱体表面不均匀不光滑、土柱切割不整齐等问题,尽可能减少原状土体结构的扰动和罐体内壁与土柱之间的边界效应。实验表明,罐体内壁与土柱间的空隙2mm可以保持蒸渗仪运行后原状土体的自然属性,从而提高蒸渗仪实验模拟的真实性。     

基于马氏瓶原理的自动补水无溢流孔蒸发器研究

E-601B型水面蒸发器的测量精度易受人工操作和气象条件影响,基于传统的E-601B型水面蒸发器研发了一种自动补水无溢流孔蒸发器。该蒸发器基于马氏瓶原理,去除蒸发桶上的溢流孔,增设了马氏瓶、读数装置和平衡瓶,实现了蒸发器的自动补水和提高雨期观测精度。采用2015年同步观测资料分析,结果表明,两种蒸发器蒸发量相关系数R2达到0.9998,使用自动补水无溢流孔蒸发器可使蒸发测量更加便捷,并且提高测量精度。     

非承压含水层底部单孔疏放水渗流特征

由含水层底部向上施工疏放水孔（井）进行疏水降压是保证煤矿安全开采的重要措施之一,该类疏放水孔与地面抽水井的渗流特征具有显著差别。为了研究井下疏放水孔的渗流特征,以非承压含水层底部单井疏放水孔为例,采用数值模拟的方法对其渗流特征进行研究。研究结果表明,当疏放水井的井长l_w小于临界长度l_c时,即l_wc,疏放水井上部含水层孔隙水压力大于0,且由下而上呈先增加后减小的分布规律,渗流量与井长呈指数函数关系增加;当l_w ≥ l_c时,疏放水非完整井的渗流特征及渗流量与完整井相同;渗流量随井半径增加呈指数关系增加,且指数小于1;将s+l_w代替水位降深s对裘布依（Dupuit）潜水完整井计算公式进行修正,当l_wc时,采用修正的Dupuit潜水完整井计算公式计算疏放水非完整井渗流量更精确。该研究结果对认识井下疏放水井上部孔隙水压力分布特征及合理布置疏放水井具有重要的借鉴意义。