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充填结构包气带水分运动试验研究

李青青  
【摘要】:包气带水分运动是自然界水循环的重要组成部分,它促进了大气降水、地表水与地下水的水力联系。但是包气带结构的变化对其水分运动产生一定的影响,尤其对复垦土地而言,水分在充填结构包气带中的运动具有新的特点。 在查阅国内外土壤水分运动理论和研究成果的基础上,采用理论分析和模拟试验相结合的方法,设计了土壤-粉煤灰、土壤-煤矸石二层结构模型,测定土壤、粉煤灰、煤矸石的粒级配比、饱和含水率和非饱和导水率;利用基质势与含水率的关系标定了三种物质的水分特征曲线,并计算其水分扩散度和容水度等水分运动的参数。通过水分入渗试验,分析了湿润锋、累积入渗量随时间的变化特征,分析了水分入渗的影响因素。同时,利用充填结构模型,模拟研究了大气降水、蒸发、地下水位变化等条件下充填结构包气带的水分运动和分布规律。此外,依据Richards基本方程建立二层结构包气带水分运动的数学模型,利用Hydrus-1D软件模拟降水入渗、蒸发、地下水位变化等条件下的一维垂向水分运动特征。因此,以上研究为深入开展充填结构包气带水分运动提供了参考依据。


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