基于室內(nèi)土柱試驗(yàn)的水鹽運(yùn)移模型參數(shù)研究.pdf

1、長江入?？诘慕K啟東地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展常受海水倒灌、海潮入侵影響，三峽工程運(yùn)行后使得生態(tài)環(huán)境更為脆弱。本文對該地區(qū)土壤進(jìn)行了水鹽運(yùn)移模型參數(shù)的研究，用水銀張力計(jì)法獲得了不同深度土壤脫濕-吸濕過程水分特征曲線，用Matlab數(shù)值軟件結(jié)合VG模型進(jìn)行非線性曲線擬合，獲得水分運(yùn)動(dòng)方程的特征參數(shù)?；谑覂?nèi)土柱進(jìn)行惰性溶質(zhì)Br-穿透試驗(yàn)，結(jié)合CXTFIT軟件對穿透曲線進(jìn)行擬合，從而獲取鹽分運(yùn)動(dòng)方程參數(shù)，同時(shí)觀測不同埋深處土壤鹽分含量變化狀況，以期得

2、到鹽分遷移系數(shù)。為三峽工程運(yùn)行條件下長江河口地區(qū)典型季節(jié)咸水入侵時(shí)水鹽運(yùn)移數(shù)值模型的建立奠定理論基礎(chǔ)。主要結(jié)論如下：
　　 ⑴不同土層土壤水分特征曲線的試驗(yàn)研究結(jié)果表明:①土層越深，土壤持水性能越好;各土層土壤均易吸水，難失水，脫濕與吸濕過程土壤水分存在滯后性，表層最明顯，保水性最好;較低土壤水吸力下，底層土壤水分最難脫去，上層土壤供水性較好，而中下層較差，較高吸力下則相反;②表層、中層、底層土壤吸力分別為209cmH2O，23

3、5cmH2O，222cmH2O時(shí)，脫濕-吸濕過程土壤含水率絕對差最大，比水容重相同;低于此吸力，吸濕過程的比水容重明顯高于脫濕過程，土壤吸水強(qiáng)度較大;高于此吸力則相反，土壤排水強(qiáng)度較大;③含水量較低時(shí)，土壤內(nèi)較小孔隙水分不連續(xù)，土壤滲透性能較差，導(dǎo)水率低下;各土層土壤含水量近于飽和態(tài)時(shí)，大孔隙急劇充水，孔隙連通性好，導(dǎo)水能力強(qiáng);土壤處于非飽和態(tài)時(shí)，隨土壤深度加深，水分流動(dòng)性越來越差，導(dǎo)水能力下降。不同土層土壤水分?jǐn)U散率表現(xiàn)出的規(guī)律與導(dǎo)水

4、率大致相同;含水量在0.3～0.4cm3· cm-3范圍內(nèi)，水分流動(dòng)性能好，水分?jǐn)U散率也較大。
　　 ⑵Br-穿透曲線的試驗(yàn)結(jié)果分析得出：①孔隙體積比小于0.55時(shí)，Br-開始由土柱頂部進(jìn)入土體，到能從土柱底部被檢測到這一過程緩慢，相對濃度極小;之后檢測液中Br-濃度增幅較大，當(dāng)孔隙體積比達(dá)到1.7后，出流液中Br-濃度接近加入液濃度;孔隙體積比接近2時(shí)，完成了Br-在土柱中的完全穿透；②土柱內(nèi)土壤初始電導(dǎo)率低于入滲液，Br-遷

5、移過程緩慢復(fù)雜，在飽和入滲前期，不同埋深處土壤溶液電導(dǎo)率變化強(qiáng)烈，但波動(dòng)幅度不大，各土層截面電導(dǎo)率較接近;之后，Br-向下遷移到達(dá)較淺層土，使得同一時(shí)間點(diǎn)上，電導(dǎo)率隨土層加深而減小;待大部分Br-從土柱中穿透后電導(dǎo)率變化緩慢，直至Br-替換土柱駐留液，電導(dǎo)率趨于穩(wěn)定；③土壤飽和入滲后50天內(nèi)，土壤溶液電導(dǎo)率變化不穩(wěn)定;50天后，各土層電導(dǎo)率均大于入滲初始值，各土層有積鹽現(xiàn)象;淺層土鹽分交換頻繁、易積鹽，且積鹽量最高，達(dá)Br-總累積量的4