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浑善达克沙地土壤水分深层渗漏的动态特征

水土保持通报 2022年第1期42卷 77-82页

作者：特日格勒冯伟杨文斌李钢铁李卫内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010018 锡林郭勒职业学院内蒙古锡林浩特026000 中国林业科学研究院荒漠化研究所北京100091

[目的]分析浑善达克沙地土壤水分深层渗漏的时空分布特征及饱和条件下的土壤水分入渗,为沙地水分循环、水量平衡、水资源评估提供理论依据。[方法]运用土壤深层渗漏水量记录仪对浑善达克流动沙地、小叶锦鸡儿(植被覆盖度20%~30%)半固定... 详细信息

[目的]分析浑善达克沙地土壤水分深层渗漏的时空分布特征及饱和条件下的土壤水分入渗,为沙地水分循环、水量平衡、水资源评估提供理论依据。[方法]运用土壤深层渗漏水量记录仪对浑善达克流动沙地、小叶锦鸡儿(植被覆盖度20%~30%)半固定沙地和小叶锦鸡儿(植被覆盖度40%~50%)固定沙地200 cm以下深层渗漏情况进行连续监测。[结果]以小降雨事件为主的半干旱区浑善达克沙地流动、半固定、固定不同类型沙地的土壤水分深层渗漏特征与降雨特征均有一致性,但渗漏量存在时空分布差异。流动沙地渗漏量最大,饱和条件下的入渗率最快,持续时间最长,半固定沙地为次,固定沙地为后。流动沙地深层渗漏与月降雨量呈显著相关(p深层渗漏与降雨量在时间上没有一致性,无明显集中渗漏补给期。[结论]半固定、固定沙地的植被影响了深层渗漏,植被覆盖度越高影响力度越大,流动沙地更能有效储存水分,并对地下水有补给作用。

关键词：浑善达克沙地深层渗漏降雨时空分布入渗速率

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毛乌素沙地四种土地利用类型的土壤水分时空动态及深层渗漏特征

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毛乌素沙地四种土地利用类型的土壤水分时空动态及深层渗漏特征

作者：廉泓林内蒙古农业大学

学位级别：硕士

土壤水分是陆地生态系统中水分循环和水资源形成与转化等过程的关键环节,是干旱缺水地区植物存活与分布的主要影响因素,当水分入渗到土壤深层还可以对地下水资源起到一定的补充作用。因此,揭示土壤水分动态变化和深层渗漏特征对于沙区... 详细信息

土壤水分是陆地生态系统中水分循环和水资源形成与转化等过程的关键环节,是干旱缺水地区植物存活与分布的主要影响因素,当水分入渗到土壤深层还可以对地下水资源起到一定的补充作用。因此,揭示土壤水分动态变化和深层渗漏特征对于沙区植被建设与生态恢复具有重要意义。本研究以位于毛乌素沙地腹地的乌审旗为试验区,选择沙柳人工林地、农田、天然草地和裸沙地四种不同土地利用类型为研究对象,采用ECHO-EC5土壤水分传感器以及自动气象站等相关仪器同步监测了2021年各试验样地的土壤体积含水量、土壤温度和降雨等气象数据,并应用Hydrus-1d模型模拟了土壤水分和深层渗漏时空动态,系统分析了不同土地利用类型下土壤水分动态、蓄水量、深层渗漏量及其与环境因子之间的关系。结果表明:(1)研究区2021年降雨量为314mm,处于欠水年。总潜在蒸散量(ET)为930.8mm,其季节变化趋势呈现出单峰曲线,7月平均日ET达到最大(5.14mm/d)。沙柳人工林、农田、天然草地和裸沙地各层土壤温度与大气温度均呈现出极显著的正相关关系(P深层渗漏量为139.77mm,农田在天然降雨和灌溉(292.4mm)的综合影响下,深层渗漏量为11.92mm,沙柳人工林和天然草地均无深层渗漏发生,说明在降雨较少时植被较大的蒸散量会阻碍土壤水分的深层渗漏。应用土壤水分平衡方程计算了四处样地生长季内的蒸散量,其蒸散量大小排序为:农田(561.16mm)﹥沙柳人工林(293.66mm)﹥天然草地(292.52mm)﹥裸沙地(96.3mm)。

关键词：毛乌素沙地土地利用类型土壤水分深层渗漏 Hydrus-1d

毛乌素沙地4种土地类型土壤水分深层渗漏特征

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内蒙古林业科技 2022年第4期48卷 17-20,39页

作者：廉泓林梁海荣徐红蛟包高娃徐高娃王华杨光科尔沁左翼中旗水务局内蒙古科尔沁左翼中旗029300 内蒙古自治区林业科学研究院内蒙古呼和浩特010010

土壤水分是沙区治理与植被建设的关键因素,了解沙区土壤水分动态变化特征对于荒漠化防治以及沙区治理将有着重要意义。本研究在毛乌素沙地腹地的乌审旗选择北沙柳人工灌木林、农田、油蒿天然灌丛草地以及裸沙地4种典型土地类型,对0~200... 详细信息

土壤水分是沙区治理与植被建设的关键因素,了解沙区土壤水分动态变化特征对于荒漠化防治以及沙区治理将有着重要意义。本研究在毛乌素沙地腹地的乌审旗选择北沙柳人工灌木林、农田、油蒿天然灌丛草地以及裸沙地4种典型土地类型,对0~200 cm土层进行土壤水分观测和深层渗漏(200 cm)数值模拟。结果表明:(1)生长季内(5-10月),裸沙地累计深层渗漏量为139.77 mm,占同期降雨量(263.40 mm)的53.06%;农田累计深层渗漏量11.92 mm,占同期降雨量(263.40 mm)和灌溉量(292.40 mm)的4.53%;北沙柳人工灌木林和油蒿天然灌丛草地则均无深层渗漏发生。(2)裸沙地月累计深层渗漏量与降雨量的大小波动基本呈现出一致的变化规律。(3)降雨量、植被以及土壤质地均会对土壤水分的深层渗漏量产生影响。(4)相对较高的土壤含水量会提升土壤水分的下渗速率,进而导致深层渗漏滞后时间缩短。

关键词：毛乌素沙地土壤水分深层渗漏

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干旱-半干旱地区深层渗漏研究方法综述

中国水土保持科学 2016年第2期14卷 155-162页

作者：段良霞黄明斌西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100

深层渗漏(DP)是水文循环的重要环节,准确评价DP对于分析水文循环规律,合理制定水资源规划和地下水可持续利用具有重大意义,尤其是在水资源短缺的干旱-半干早地区,开展该项研究更具价值。目前,干旱-半干旱地区DP的评价方法主要有经验方... 详细信息

深层渗漏(DP)是水文循环的重要环节,准确评价DP对于分析水文循环规律,合理制定水资源规划和地下水可持续利用具有重大意义,尤其是在水资源短缺的干旱-半干早地区,开展该项研究更具价值。目前,干旱-半干旱地区DP的评价方法主要有经验方法、物理方法、示踪方法和数值模拟方法。由于经验系数需要校正,因而经验方法应用到其他区域受到限制;物理方法又可分为蒸渗仪法、土壤水分通量法、水量平衡法、达西方法以及地下水位动态监测法;示踪方法主要从示踪剂的峰值、剖面形状和总含量来计算DP,此方法不是对DP的直接测定,且没有考虑示踪剂的空间变异;数值模拟理论上可对各种条件下的DP进行模拟和预测,但获取参数的难度较大。针对各方法存在的优缺点,将现有评价方法相结合,相互验证,可提高模拟精度;鉴于DP的时空变异性,将现有方法与GIS等新技术集成,可评价大尺度DP的空间异质性;同时,进行长时间序列的野外观测,既可直接获取DP的动态信息,也可为各方法参数的获取提供数据支持。

关键词：深层渗漏经验方法物理方法示踪方法数值模拟方法

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地下铺膜对温室芹菜种植土壤深层渗漏的影响

南水北调与水利科技 2013年第3期11卷 160-164页

作者：杜志达邵龙潭大连理工大学水利工程学院辽宁大连116024 大连理工大学工程力学系辽宁大连116024

为了探讨温室蔬菜种植过程中不同地下铺膜方式对深层渗漏的影响,选择芹菜作为试验样本,在试验区域布置了不同间隔宽度的平面条带和U型条带共四个试验组以及一个不铺膜的对照组,进行试验研究。试验时采用PR1分层水分探头和烘干法监测土... 详细信息

为了探讨温室蔬菜种植过程中不同地下铺膜方式对深层渗漏的影响,选择芹菜作为试验样本,在试验区域布置了不同间隔宽度的平面条带和U型条带共四个试验组以及一个不铺膜的对照组,进行试验研究。试验时采用PR1分层水分探头和烘干法监测土壤水分变化过程,根据实测根层土壤水分含量确定各试区的灌水时间,在温室大棚内设置自动气象站收集环境气象数据,利用能量平衡法计算芹菜生育期的腾发量,最终通过水量平衡方程计算各种铺膜方式下的深层渗漏,分析地下铺膜对深层渗漏的影响。在各种地下铺膜方式下,芹菜均长势良好,并且都取得了不同程度的减少深层渗漏的效果,其中U型铺膜减小深层渗漏的效果好于平面铺膜,而相同铺膜方式下间隔越小效果越好。铺膜后,灌水间隔时间有所加长,大部分方案的总灌水量和灌水次数均有所降低,在最理想的情况下深层渗漏降低了50%。研究结果表明,温室大棚蔬菜种植,采用地下铺膜的方法可以有效降低深层渗漏,节约灌溉用水,但在不同条件下优化的布置参数仍需通过进一步的试验或数值分析才能得到。

关键词：地下铺膜水量平衡能量平衡法温室深层渗漏节水灌溉

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地下水埋深较大条件下农田深层渗漏模拟研究

人民长江 2013年第4期44卷 81-85页

作者：杜志达邵龙潭大连理工大学水利工程学院辽宁大连116024 大连理工大学工程力学系辽宁大连116024

为了能够在设计灌溉制度时充分考虑深层渗漏的影响,以辽宁大连地区地下水埋深比较大的农田玉米种植为例,采用VADOSE/W程序建立一维有限元模型,在对多年长系列气象资料进行分析的基础上,对枯水年、中水年和丰水年3种典型年在雨养、喷灌... 详细信息

为了能够在设计灌溉制度时充分考虑深层渗漏的影响,以辽宁大连地区地下水埋深比较大的农田玉米种植为例,采用VADOSE/W程序建立一维有限元模型,在对多年长系列气象资料进行分析的基础上,对枯水年、中水年和丰水年3种典型年在雨养、喷灌、畦灌条件下农田土壤水分的变化过程进行了长历时的模拟,并与实测值进行对比,以分析深层渗漏的产生规律。结果表明,在地下水埋深较大的情况下,深层渗漏占有效降雨与灌溉水量的比例,雨养条件下小于5%,喷灌条件下为5%～9%,畦灌条件下为7%～13%;70%～95%的深层渗漏由灌溉引起;13%～28%的有效灌溉水量会转化为深层渗漏。在设计灌溉制度时,深层渗漏的影响不容忽视。

关键词：深层渗漏灌溉数值模拟玉米种植水量平衡

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干旱区枣园土壤水分运动及深层渗漏数值模拟

节水灌溉 2010年第9期 24-26页

作者：任玉忠董新光吴彬许璇新疆农业大学水利与上木工程学院新疆乌鲁木齐830052

根据TRIME与Hydra土壤水分监测仪监测枣园土壤含水率、TRAC冠层仪测定叶面积指数、Vantagepro2气象站监测气象数据等资料,开展了枣园土壤水渗漏试验。借助HYDRUS-1D模型对枣园传统地面灌条件下的土壤水渗漏规律进行模拟,经检验,模型模... 详细信息

根据TRIME与Hydra土壤水分监测仪监测枣园土壤含水率、TRAC冠层仪测定叶面积指数、Vantagepro2气象站监测气象数据等资料,开展了枣园土壤水渗漏试验。借助HYDRUS-1D模型对枣园传统地面灌条件下的土壤水渗漏规律进行模拟,经检验,模型模拟土壤层20,40,60,80 cm时,土壤含水率模拟值与实测值相关系数分别为0.94,0.94,0.92,0.71。利用模型分析了研究区地面灌条件下的土壤水渗漏特征和田间灌溉水量的转化关系,改进灌溉模式可大幅减少灌溉水量,提高水分的利用效率。

关键词：枣树 HYDRUS-1D 土壤水深层渗漏

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石羊河流域井灌区土壤水分深层渗漏研究

灌溉排水学报 2009年第6期28卷 91-93,103页

作者：江冠军刘芳唐泽军中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 甘肃联合大学经济与管理学院兰州730000

基于土壤水分亏缺、总有效水分和实际有效水分的概念,建立土壤水分水量平衡模型,通过计算作物根系层的深层渗漏量,来反映土壤水与地下水之间量的相互转化关系。研究结果表明,研究期间的总深层渗漏量为9 4.1 9 mm,占研究期间总灌水量和... 详细信息

基于土壤水分亏缺、总有效水分和实际有效水分的概念,建立土壤水分水量平衡模型,通过计算作物根系层的深层渗漏量,来反映土壤水与地下水之间量的相互转化关系。研究结果表明,研究期间的总深层渗漏量为9 4.1 9 mm,占研究期间总灌水量和降雨量的2 0.1%,这部分水量通过根系层补给下层土壤,最终补给地下水。

关键词：石羊河流域土壤水分水量平衡深层渗漏

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干旱区枣园土壤水深层渗漏数值模拟研究

干旱区枣园土壤水深层渗漏数值模拟研究

作者：任玉忠新疆农业大学

学位级别：硕士

本研究依托国家科技支撑计划项目“干旱区现代农业节水技术集成与示范”,在阿克苏地区实验林场以枣树为研究对象,为探讨灌溉条件下枣园土壤水的深层渗漏情况及枣树的耗水规律等,通过TRIME、Hydra土壤水分速测仪连续监测枣园土壤含水率... 详细信息

本研究依托国家科技支撑计划项目“干旱区现代农业节水技术集成与示范”,在阿克苏地区实验林场以枣树为研究对象,为探讨灌溉条件下枣园土壤水的深层渗漏情况及枣树的耗水规律等,通过TRIME、Hydra土壤水分速测仪连续监测枣园土壤含水率、渗漏盘监测土壤水渗漏量、TRAC植物冠层仪监测枣树叶面积指数、Vantage pro2型气象站逐日监测气象数据等资料,开展了枣园土壤水渗漏试验,在试验基础上借助HYDRUS-1D模型模拟分析了枣园土壤水的渗漏特征、枣树的耗水规律及灌溉水量的转化情况;为筛选适宜研究区成龄枣树的微灌方式,通过田间监测枣树叶片、枣吊、冠幅等生长指标、实测产量、测取枣果外观、风味、营养等品质指标,开展了枣树微灌技术试验,并结合模拟的耗水与渗漏特征,综合分析了不同灌溉方式对枣树的影响。对正确预测田间土壤水的渗漏情况以及筛选适宜的节水灌溉方式具有重要的意义。主要研究成果如下:(1)根据田间监测数据建立研究区一维土壤水运移模型(HYDRUS-1D),并进行检验,模拟结果较好的反映了土壤水分的动态变化,其对土壤水渗漏的模拟研究可行。(2)对比分析不同方法得到的渗漏量表明,地面灌方式下,渗漏量模拟值与水量平衡计算值更加准确,过度灌溉造成枣树生育期土壤水渗漏严重,二者累积渗漏量分别为1124.0mm和1032.4mm,分别占灌溉量的60.0%和55.1%;滴灌方式下,渗漏量模拟值偏大,水量平衡计算值与渗漏盘监测值更加准确,二者累积渗漏量分别为103.4mm和116.9mm,分别占灌溉量的10.9%和12.3%,且渗漏主要由试验头尾采用的地面灌溉造成,滴灌采用高频次小定额的灌水方法有效减少了土壤水渗漏量。(3)花前期到后花期,枣树耗水以表土蒸发为主;进入后花期,表土蒸发减弱,枣树耗水向根系吸水为主过渡;果实膨大期到成熟前期,枣树耗水以根系吸水为主;果实成熟后期,枣树的根系吸水减弱,耗水又以表土蒸发为主。其中,地面灌方式下,灌溉量主要渗漏转化为地下水,枣树的耗水量为802.6mm,仅占灌溉量的42.9%;滴灌与微喷方式下,灌溉量主要用于枣树的耗水,耗水量分别为805.3mm和842.6mm,分别占灌溉量的85.0%和88.9%。初步确定,研究区成龄枣树生育期耗水量约为800.0mm,且后花期至果实膨大期耗水强度最大,约6.0mm/d,是枣树的需水临界期。(4)通过分析不同灌溉方式对枣树耗水、生长、产量、果实品质的影响表明,微喷耗水量最大,有88.9%的灌溉水用于枣树消耗,其生育期耗水强度普遍高于其它方式,且营造了良好的枣园小气候;滴灌及微喷在较地面灌减少灌水量49.4%的情况下对枣树的生长没有显著影响,且分别增产23.0%和17.0%,灌溉水分生产效率分别为地面灌的2.4倍和2.3倍;果实品质合成合理-满意度以微喷最高,为0.52,其次为滴灌;综合分析认为,微喷灌是最适宜研究区成龄枣树的微灌方式。

关键词：枣树 HYDRUS-1D 深层渗漏耗水量微喷灌