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《西北农林科技大学》 2001年
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土壤中溶质运移的边界层方法

郑纪勇  
【摘要】: 工业三废的排放、农业生产中化肥的流失、农药的大量施用以及放射性物质的地下埋放导致了地下水污染,严重威胁了人类的生命健康。为了确定污染的危害程度,必须了解污染物在多孔介质中的运移规律和预测其动态分布,因此需要建立各种条件下的数学模型和估计模型的各个参数。边界层方法为确定溶质运移参数提供了方便,但在应用中的可行性还未进行试验研究,且应用边界层方法确定溶质运移参数之前,首先需要解决的一个问题是如何确定边界层的位置。本文根据国内外目前广泛采用的可视化示踪离子运移和原状土壤中探测离子浓度变化的手段,研究了亮兰食品染色剂和TDR作为示踪和探测溶质锋手段的适宜性及边界层方法在实际应用中确定参数的可行性。研究结果表明: 1.亮兰染色剂在土壤中有本身的化学反应和吸附解吸规律,因而应用染色方法所得边界层估计的溶质运移参数远大于Cl~-的运移参数。说明了染色剂在水溶液中虽然以阴离子状态存在,但由于其特殊的分子结构,仍然可以被土壤吸附,边界层运动滞后于Cl~-,因而染色剂不能准确地指示Cl~-边界层的运动状况。 2.根据边界层理论,边界层的深度与时间呈显著的线性相关,染色剂指示的Cl~-的边界层也呈显著线性相关,因此可以找出染色剂所指示的Gl~-的边界层与Cl~-的实际边界层之间存在的关系,对染色剂指示的边界层位置进行修正。四种土样中,修正后的染色剂所指示的Cl~-的精确的边界层位置为:风沙土中:d_(cl)=5.39d_(dve)-6.12,容重为1.30、1.25、1.20g/cm~3黄绵土中分别是:d_(cl)=9.96d_(dve)-22.71;d_(cl)=9.41d_(dve)-12.89;d_(cl)=5.51d(dve)-8.33。对染色剂指示的边界层的位置进行修正后,使得使用染色剂指示Cl~-的边界层位置应用边界层方法准确确定Cl~-的运移参数成为可能。 3.从TDR探测溶质锋和浓度变化的过程可知,在溶质锋没有到达探测点时,TDR -11-土壤中溶质运移的边界层方法 一 显示的盐度值为一恒定值,溶质锋到达后,盐度值开始并逐渐上升,且TDR探 测的浓度变化的整个过程与穿透曲线极为相似,说明用TDR在探测溶质锋具有 . 较好的可行性,为利用边界层方法确定溶质运移参数提提供了一个良好的监测溶 质锋的手段。 4.用瞬时边界层方法确定的溶质运移参数与经典的穿透曲线拟合法确定的参数进 行比较,两者估计的水动力弥散系数①)极为相近,但瞬时边界层方法估计的 延迟因子m)比穿透曲线拟合得到的 R值大,这可能是由于 TDR确定的边界层 相对于实际边界层滞后造成的。 5.瞬时边界层法在一定时间内预测的浓度剖面同精确方法预测的浓度剖面基本一 致,说明在一定的条件下可利用边界层方法进行溶质运移参数的估计并可用于预 测污染物在土壤剖面上的动态分布。 6.微小通量边界层方法是在瞬时脉冲条件下推导的,本文把连续输入处理为一次输 入量较大的脉冲输入,取k=0.0001时延迟因子R与穿透曲线拟合方法得到的R 值非常接近,而扩散弥散系数D值相差较大。随假设k值的变小,该方法得到的 D值逐渐变小。通过计算机模拟,发现TDR探测边界层的滞后是造成D值较小的 一个原因。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:S153.5

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 吕桂军;盐碱土壤中根系分区交替灌溉条件下水盐运动研究[D];西北农林科技大学;2006年
【参考文献】
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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8 伍钧;田晓刚;胡德忠;杨刚;;沱江流域资阳段面源污染现状及防治对策[A];农村污水处理及资源化利用学术研讨会论文集[C];2008年
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10 杨海鹰;冶林茂;陈海波;;土壤水分研究进展[A];第28届中国气象学会年会——S11气象与现代农业[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吉艳芝;填闲作物阻控设施蔬菜土壤硝态氮累积和淋失的研究[D];河北农业大学;2010年
2 赵名彦;滨海盐碱地造林技术与效果研究[D];北京林业大学;2011年
3 杨会峰;次生盐渍化地区包气带水盐运移试验及地下水位动态调控研究[D];中国地质科学院;2011年
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6 李亮;基于遥感技术与HYDRUS-1D模型河套灌区盐荒地水盐运移规律研究[D];内蒙古农业大学;2011年
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9 孙慧敏;粘土矿物胶体对铅的环境行为影响研究[D];西北农林科技大学;2011年
10 刘磊;干旱区棉花膜下滴灌水盐运移规律及数值模拟研究[D];新疆农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李倩;不同结构氧化锰矿物氧化硫化物动力学特点及影响因素[D];华中农业大学;2010年
2 吕诚业;羊皮革的吸水性能研究[D];郑州大学;2010年
3 颜晓;缓控释肥养分释放率快速测定及在田间土壤中释放率的相关性研究[D];山东农业大学;2010年
4 井大炜;控释BB肥对西瓜生长发育及其对土壤环境影响的研究[D];山东农业大学;2009年
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6 李海;土壤自净化特性及公路导排系统关键技术研究[D];长沙理工大学;2010年
7 史中欣;绿洲灌区玉米//豌豆的肥水利用效率对带型和施氮量的响应机制[D];甘肃农业大学;2010年
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9 邹剑;苹果园氮磷钾施肥技术与效益研究[D];中国海洋大学;2010年
10 何莎;劣质水灌溉条件下不同类型土壤盐碱化的影响研究[D];天津理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 苏莹,王全九,叶海燕,史晓楠;微咸水不同入渗水量土壤水盐运移特征研究[J];干旱地区农业研究;2005年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 孔东;含盐土壤节水灌溉下作物—水—盐响应关系及模型研究[D];内蒙古农业大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 赵亚楠;供水水头、灌水器及水质对负压灌溉土壤水运移的影响[D];太原理工大学;2011年
2 孙三民;阿拉尔灌区盐分淋洗规律及棉花秋浇适宜灌水定额的研究[D];西北农林科技大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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【相似文献】
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中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 范宏喜 特约记者 郭聪;北京建成一孔多层地下水监测示范井[N];中国国土资源报;2011年
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3 吴亚娜;傍河抽水驱动下河流污染对地下水影响的模拟研究[D];长安大学;2011年
4 朱君;高河电厂对地下水环境影响的数值模拟研究[D];太原理工大学;2013年
5 孙旭曙;岩体裂隙网络渗流—溶质运移数值模拟[D];西安理工大学;2010年
6 朱汝雄;裂隙岩体溶质运移模型实验及运移规律初步研究[D];河海大学;2004年
7 叶浩;单裂隙中水流与溶质运移的试验研究[D];合肥工业大学;2005年
8 郑纪勇;土壤中溶质运移的边界层方法[D];西北农林科技大学;2001年
9 肖自幸;鹫峰国家森林公园土壤水力参数和溶质运移研究[D];北京林业大学;2012年
10 汪湖北;浙北海涂土壤水分特性及溶质运移模拟研究[D];浙江大学;2001年
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