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长安少陵塬黄土含水条件与控制因素研究

张琪敏  
【摘要】: 人们对黄土高原现代土壤水分进行了许多研究,但目前对于黄土地层土壤水理性质与其含水空间关系的研究还较少,而开展这一研究对于揭示黄土地层渗透性、含水空间与含水性垂向变化规律具有重要的科学意义和实际意义。 为了获得较好的结果,我们对长安少陵塬剖面L_1—S_5进行了入渗实验和采样研究。在实验室进行含水量、孔隙度、粒度、CaCO_3含量和磁化率的测定和分析,最后结合渗水实验探讨黄土地层含水层与隔水层组成、特征与成因等问题,为开发利用黄土地下水提供依据,并对查明黄土地下水资源分布规律有实际作用。 通过实验、测定与理论分析、计算,得出以下认识: (1)本文针对少陵塬的不同层位进行了10组实验,每组实验重复2-4次,并选择重复性较好的20组数据进行理论分析。从各层的黄土和红色古土壤渗透系数比较来看,基本都是同一层位的黄土渗透系数大于红色古土壤;所研究的5层黄土渗透性的规律是随着深度的增加,土层的渗透系数降低。只有L_4的渗透性较反常,渗透系数大于L_3,其原因是由L_4中有较多裂隙。而5层红色古士壤中,S_5的渗透性最小,仅为0.14。通过将少陵塬渗水实验数据用考斯加可夫(Koctakob)公式、霍顿(Horton)公式、通用经验公式分别进行拟合得出,L_1、S_1、L_2、S_3、S_4、L_5、S_5的入渗曲线都与考斯加可夫公式拟合最好,相关系数R值在0.9739-0.9958之间。S_2、L_3、L_4的入渗曲线则与通用经验公式拟合最好,相关系数R值在0.9522-0.9787之间。 (2)所研究剖面的第1-第5层黄土平均孔隙度为50.42%,第1-第5层古土壤的平均孔隙度为43.67%,两者相差约6.74%。黄土层粒度较粗,空隙度较大,疏松多孔,利于成为含水层。红褐色古十壤层粒度较细,空隙度小,较为密实,透水性弱,利于构成隔水层。 (3)古土壤之下的CaCO_3结核层结构致密,重力水难以通过,也易形成隔水层。 (4)黄土层的渗透性强与含水空间发育好是冷干气候决定的成壤作用较弱造成的,红褐色古土壤层的隔水性较好是温湿气候决定的成壤作用较强造成的。 (5)通过将长武黄土剖面的渗水实验数据与长安少陵塬作比较可知,少陵塬的黄土渗透性小于长武黄土的渗透性,这是由于长武地处陕西西北部,气候较少陵塬冷干,成壤作用较弱决定的。


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