甘肅西峰南小河溝流域土壤水分運動參數(shù)空間分布的試驗研究.pdf

1、土壤水分運動參數(shù)是土壤中水分運動和污染物遷移預測的基礎(chǔ),土壤水分運動參數(shù)的確定可以為生態(tài)環(huán)境建設和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究提供依據(jù),土壤水分運動參數(shù)的空間變異是確定流域土壤水分運動參數(shù)的一個難點.本研究以南小河溝流域為例,在大量試驗和分析的基礎(chǔ)上,對流域尺度上非飽和土壤水分運動參數(shù)的空間分布做了初步研究,取得了以下成果: 1.南小河溝流域穩(wěn)滲率為0.239～4.425mm/min,平均為1.745mm/min.對多點實測資料利用考斯加

2、可夫公式、霍頓公式和通用經(jīng)驗公式的擬合分析表明,在入滲的瞬變階段(0～10min),考斯加可夫公式的擬合效果較好；在入滲漸變階段(10～70min),考斯加可夫公式和通用經(jīng)驗公式的擬合點與實測點均配合較好；而在穩(wěn)滲階段,則以通用經(jīng)驗公式和Horton公式擬合較好.總體上看來,在塬面和陰坡上宜用考斯加可夫公式進行擬合. 2.在試驗基礎(chǔ)上,建立了南小河溝流域土壤水分運動參數(shù)(土壤水分特征曲線、土壤水分擴散率、非飽和土壤導水率)的單一

3、參數(shù)模型.各模型具有較高的擬合精度:模型中只有一個參數(shù),而且隨土壤質(zhì)地或地貌變化而變化,可以作為描述土壤水分運動參數(shù)空間變異的變異系數(shù),適合流域尺度上土壤水分運動參數(shù)空間變異性的研究. 3.南小河溝流域土壤分形維數(shù)為2.392～2.593,隨著土壤粘性的增加,分形維數(shù)有增大的趨勢,南小河溝流域的土壤粘粒含量對分形維數(shù)有顯著影響,呈指數(shù)關(guān)系；本文建立的分形維數(shù)與土壤粘粒含量的關(guān)系式可以估算南小河溝流域土壤顆粒組成的質(zhì)量分形維數(shù).對

4、不同地貌下的土壤剖面上土壤顆粒質(zhì)量分形維數(shù)的變化分析表明,土壤粘粒百分含量和土壤質(zhì)量分形維數(shù)表現(xiàn)出一致的變化規(guī)律,質(zhì)量分形維數(shù)與地貌和土地利用類型有關(guān). 4.推求了非飽和土壤水分擴散率的分形模型,并根據(jù)實測資料進行了分形維數(shù)的擬合,研究表明,土壤含水量較小時具有明顯的分形特征.此模型是由土壤水分特征曲線和導水率分形模型推導而來的,只能從試驗中驗證其準確度,尚不能從理論上加以證明. 5.用Brooks-Coreys模型估算