一、包气带土壤水分动态分析（论文文献综述）
李琪[1]（2021）在《石羊河流域民勤盆地表生生态与地下水关系研究》文中提出民勤盆地处于石羊河流域下游区域,地处干旱内陆,是全球环境变化的敏感地带。该地区气候干燥,生态环境非常脆弱,周边正逐渐地沙漠化,盆地内部的一些土地也面临着盐碱化及荒漠化。本文选取石羊河流域民勤盆地为研究区,通过典型剖面监测以及野外生态样方调查等手段,采用元数据统计分析以及数值模拟等研究方法,开展植被生态与地下水关系研究,模拟了不同地下水埋深下典型植被的根系吸水速率分布规律,为进一步研究地下水生态环境效应问题提供理论依据。得到以下主要结论:1、根据野外生态样方调查可知,随地下水埋深增大,植被类型从草本及水生植物逐渐向灌木、乔木过渡,当地下水埋深在2～6 m时,物种丰富度最大,植被覆盖度最高;地下水埋深在6～7 m时,物种丰富度降低,一般低于4种,植被覆盖度小于40%,且植被生长状况不佳;当地下水埋深大于7 m时,大多数植被凋萎死亡,植被零星分布,覆盖度一般小于25%,植被类型以旱生沙枣、梭梭、白刺等植物为主。2、地下水浅埋区,植被生长健康,随着地下水埋深增加,植被长势变差或根本无法生存。沙枣与沙蒿适宜的地下水位埋深区间较宽,在2～6 m内长势良好;白刺在不同地下水埋深条件下均有生长,但在3～6 m内白刺生长旺盛。柽柳适宜的地下水埋深区间较窄,适宜地下水埋深为3～5 m。对于盐生灌木盐爪爪和草本植物芦苇,其适宜的地下水埋深较浅,0～4 m内生长良好。3、通过对不同地下水埋深和不同植被结构土壤含水量、土壤温度分布特征进行分析可知,地下水浅埋区,植被、土壤温度和地下水位是影响剖面土壤含水量变化的主要因素。地表植被结构越多,土壤水分交换越频繁,包气带同时受到大气降水入渗和毛细水的支持,整个包气带含水量较高。在垂向分布上,浅层土壤中土壤温度对含水量影响越大,深层土壤中,含水量随着地下水的波动而变化;在地下水深埋区,含水量在整个剖面上变化剧烈,且地下水埋深越大,变化越剧烈。且浅层土壤含水量受土壤温度和地下水的影响较小;当埋深大于6 m时,土壤温度和地下水对包气带浅层土壤含水量几乎没有影响。4、采用Hydrus-1D软件建立包气带水分运移模型和根系吸水模型,利用该模型分析得出典型植被在7～9月根系吸水速率分布特征,在7～8月植被生长成熟期间,由于气温升高,蒸发量较大,植物需水量增加,根系吸水速率增强;9月份植被进入衰退期,植被吸水能力逐渐减弱。另外,9月份后蒸发量相对降低,降雨量增加,浅层土壤含水量增大,该区域根系吸水速率增大。随地下水埋深增大,植被根系吸水层位逐渐下降,浅层根系吸收浅层含水量,主要集中在10～40 cm内,深层根系向着土壤含水量高的地方吸水,沙枣根系吸水集中在70～150 cm和300～400 cm区间内;柽柳根系吸水集中在180～220 cm区间内;盐爪爪根系吸水主要集中在110～150 cm区间内;芦苇根系吸水集中在80～90 cm区间内。5、从不同地下水埋深植被根系吸水规律来看,根系总是向着水分充足和最容易吸水的区域生长,当地下水埋深<3.0 m时,包气带中土壤水分能达到植被生长所需要的水平,植被根系吸水速率在10～40 cm内达到最大;当地下水埋深>3.0 m,植被根系完全分布在包气带中,由于上层土壤水分含量降低,植被为了维持生长,部分根系向着土壤深层中土壤含水量高的地方延伸,土壤深层根系吸水速率增大。
李渊[2]（2021）在《喀斯特高原峡谷典型小流域石漠化水文过程与碳氮流失机制》文中提出中国南方喀斯特石漠化是喀斯特水文过程造成土壤侵蚀与生态退化的极端现象,石漠化环境的高度异质性与复杂的二元水文结构,限制了对地表与地下水文过程与产流机制的理解,导致对该区水土-养分流失发生机理认知不足。研究石漠化地区水文过程与养分流失机制是水土保持综合治理措施的科学依据,对区域社会经济可持续发展具有重要意义。根据喀斯特地貌发育、水文结构、水文循环、氢氧稳定同位素理论,针对喀斯特石漠化二元结构水文过程与养分流失机制等科学问题,在代表中国南方喀斯特石漠化环境总体结构的贵州贞丰-关岭喀斯特高原峡谷区选择顶坛小流域为研究区,在流域地貌水文结构基础上,2019-2020年通过对流域内气象水文、径流小区水文、裂隙水文、流域水文进行定位观测,结合稳定同位素技术,运用小波相干分析、二端元混合模型等数据分析方法,研究坡面壤中流水文过程、裂隙渗透流水文过程和小流域水文过程与碳氮流失特征,重点揭示石漠化水文过程与碳氮流失机制,为喀斯特石漠化水土资源优化调控与生态恢复提供科学依据。（1）发现坡面土壤水时空动态规律、不同植被类型对坡面壤中流水文过程及其产流产沙的影响、坡面壤中流水文过程对碳氮迁移与流失的影响。坡面径流小区土壤水整体表现出随坡顶至坡底逐渐增加的分布规律,不同坡位与不同植被类型小区坡面的土壤水分均存在时间稳定性。由于植被类型与覆盖度差异,在旱季会造成短期的土壤水时间不稳定性。大部分降雨在坡地上通过渗漏方式而损失,深层渗漏和壤中流是坡地的主要产流与流失路径。降水通过坡面径流方式流失的比例较低（<10%）,主要通过地下渗漏而损失（>40%）。径流小区坡面产流主要来源于壤中流,但不同深度与坡位对不同类型径流小区坡面产流的贡献差异明显。植被覆盖率与降雨量是坡面产流产沙的控制因素,降雨侵蚀造成的坡面流失土壤大部分源自坡面表层土壤。坡面产流过程对碳氮流失具有一定影响,碳氮流失量随降雨量大小而变化。研究表明,撂荒通过蒸发与渗漏方式造成降雨水分损失相对较多,且易造成坡面土壤有机碳的流失;种植花生可以有效减缓水土与有机碳流失。（2）发现裂隙土壤水动态规律及其影响因素、渗透流水文过程及其影响机理。土壤物理性质对裂隙渗透流水文过程具有显着影响。裂隙上层土壤水力性质与连通性明显优于中下层,影响了不同深度土壤水分的降雨响应速率与滞留时间。裂隙上层土壤水随季节性变化表现出干湿交替明显,而中下层土壤水的季节变化特征相对稳定。随着剖面深度的增加,土壤含水量在降雨事件中出现峰值的滞后性增强,短期的连续降雨事件会导致剖面土壤水的降雨响应更为敏感,增加了裂隙渗透流运移速率;而长期的干旱间隔事件将导致降雨响应的滞后。表层岩溶带结构对次降雨产生了调蓄能力,降雨事件下裂隙渗透流存在新旧水混合。裂隙中下层渗透流相对上层的滞留时间明显较长。裂隙上层渗透流的新水占据比例相对较高（>30%）;而100 cm以下深度旧水占据比例相对较高（>85%）。裂隙上层渗透流入渗方式属于快速补给优先流,而下层属于慢速补给基质流。（3）阐明流域产流的降雨响应过程及其对碳氮流失的影响机理。流域坡面产流的降雨响应速率极快（<460 min）,其降雨响应的敏感性归因于流域地貌特性、石漠化环境与地下渗透系统发育的综合效应。流域地貌特征产生的不同调蓄作用影响了径流与汇流的产流过程差异,地势分布特征与地貌类型控制了流域径流与总出口汇流的降雨响应过程与动态变化。流域中上游石漠化坡地因大面积裸露岩石与裂隙发育加速了表层岩溶带的降水入渗速率,而下游洼地土壤延长了表层岩溶带水的滞留时间。流域碳氮流失主要是通过产流携带的溶解性养分发生的迁移过程,水文过程对碳氮浓度变化有较强的影响。由于前期水文条件差异,DOC与TSN浓度受到初始冲刷效应与稀释效应的影响。坡面径流与暗河流的δD、δ18O值和DOC、TSN浓度在流域分布与降雨事件中的变化具有相似性。DOC与TSN浓度在降雨产流过程中受到稀释作用的影响,且汇流更为明显。（4）揭示流域汇流来源及其产流机制、流域地貌特征与石漠化环境对水文过程的影响机制。降雨期间,表层岩溶带结构与蓄水能力控制了流域产流补给过程,且产流补给存在多种补给路径。表层岩溶带的裂隙渗透流（23.5～42.4%）与地下暗河流（50.3～61.0%）是流域汇流的主要来源。由于流域中上游的石漠化坡地渗透性较强,雨水直接形成坡面径流的比例较少,而主要通过裂隙渗透流进入地下暗河系统;当降雨量超过一定阈值,在流域地貌特征与地势差异的影响下,这部分由渗透流形成地下暗河的水从下游岩缝、节理、泉点中溢出,从而形成流域汇流。不同降雨事件中流域的产流机制有所差异,流域水文过程的超渗产流与蓄满产流表现为间歇性的,主要以蓄满产流机制为主。研究表明,在典型喀斯特高原峡谷石漠化区,土壤侵蚀严重、岩石裸露率高、裂隙垂向发育明显,降水在表层岩溶带的渗流速度极快且渗流量巨大,导致流域产流与产沙量极低;在地势差异影响下,流域产流主要以裂隙渗透流形成的暗河流作为主要补给,这对理解石漠化水土流失过程具有一定的参考价值。因此,在这种特殊的地貌结构条件下,地表与地下水的转换过程机制是一个亟需解答的科学问题。
朱亮[3]（2021）在《大规模植被恢复条件下半干旱地区流域水循环演变机制研究 ——以北川河流域为例》文中进行了进一步梳理20世纪70年代以来,我国国土绿化取得显着成效,在水土保持和防风固沙方面发挥了重要作用。与此同时,大规模植被恢复使下垫面格局发生剧烈变化,对区域水循环条件和水文过程产生深远影响,尤其是在我国北方缺水地区,局部植被恢复趋近水资源可持续利用的极限,出现了新的生态-水资源矛盾。因此,深入研究大规模植被恢复作用下水循环演变机制,对科学认识缺水地区生态与水资源的协调发展具有重要意义。针对半干旱地区植被恢复对水资源的影响问题,以黄河上游支流北川河流域为研究对象:首先通过土壤剖面水分监测和降雨补给入渗示踪试验,揭示人工灌丛植被恢复对降水-土壤水-地下水转化过程的调控机理;然后结合长序列气象、水文资料及遥感数据分析流域尺度水循环要素演变趋势,明确植被恢复对关键水循环要素演变的影响作用;最后通过建立水资源乘数效应模型,从广义水资源的角度阐明了植被恢复对提高流域水资源有效利用量的意义。研究结果表明:（1）人工灌丛植被恢复能够增强浅层土壤透水性和蓄水量,促进浅层土壤水分循环。高覆盖度灌丛土壤剖面（D1）的平均孔隙度、饱和导水率和含水率分别是稀疏草地土壤剖面（D2）的1.04倍、3.83倍和1.5倍;D1剖面土壤水分累积增量、平均增速、累积消耗量和平均消耗速率分别为D2剖面的1.67倍、5.5倍、2.03倍和3.2倍;其中,0～20cm深度上土壤水分累积增加量和消耗量的占比均在89%以上,是影响土壤水分循环的最关键层位。（2）高覆盖度灌丛可以削弱降雨对深层土壤水分及地下水的补给量。试验期内D1和D2区域地下水降雨入渗补给量分别为11.08mm和15.46mm,优势流分别占比31.4%和42.7%;D1区域土壤含水率在1.2～3.5m区间上的平均值仅为D2区域相应深度的65.1%。植被恢复被对地下水补给衰减的影响机理表现在:一是冠层截留消减到达地表的降雨量和降雨强度,在降低总补给量的同时也降低了优势流的发生程度;二是深根系吸水引起零通量面下移,造成能够持续补给地下水的非饱和带空间变小;三是深根系植被耗水形成的土壤干层使水分向深层运移过程中优先补给干层土壤的水分亏空,降低了向深层的补给量。（3）在流域降水相对稳定的条件下,流域天然径流呈衰减趋势,植被恢复引起的生态用水量增加是造成径流衰减的主要原因。在1956～2016时间序列上,流域降水量总体变化趋势相对平稳,存在5年、12年和超过32年的分布周期;径流深总体呈不显着减小趋势,平均降幅7.5mm/10a,其中,地表产流衰减趋势约是基流衰减趋势的4倍。在多年平均降水量条件下,植被恢复后年均生态耗水量增加1.11亿m3,是水资源开发增量的1.6倍。（4）流域年蒸散发量随植被恢复呈减小趋势,土壤水分变化是影响蒸散发和生态耗水变化的重要原因。2015年植被覆盖率比2000年增加了4.01%,年蒸散发量降低了25.96mm,植被恢复通过降低地表风速及太阳辐射等引起土壤蒸发减小是导致流域蒸散发量降低的主要原因;植被恢复对生态耗水量的影响程度与降水量有关,总体表现为丰水期的耗水强度高于枯水期,体现了植被恢复良好的径流调节和水源涵养功能。（5）植被恢复影响下,流域水资源结构发生变化,综合水资源效应显着提高。植被恢复前、后,降水在地表产流、生态消耗和基流排泄三个环节上的分配比例分别由0.275、0.569、0.156变为0.231、0.634、0.134,表现为更多降水参与长周期的土壤水-植被/地下水的循环,更多水资源从线状水域系统向面状陆域系统转移;在多年平均降水量条件下,植被恢复后年均综合水资源效应增加了20.7%。植被恢复引起流域水循环及水资源分配的转变符合本流域以生态为核心的价值定位,对发挥水资源的综合效应具有积极作用。以上成果深化了半干旱地区植被恢复条件下多元水转化过程及作用机理,明确了北川河流域水循环及水资源的演变趋势,为正确认识半干旱区植被恢复与水资源可持续发展问题提供科学依据。
王亚萍[4]（2021）在《黄土塬区农田—果园镶嵌布局深剖面土壤水分时空分布及影响因素》文中提出土壤水是陆地水资源的重要组成部分,也是旱作地区制约植物生长的关键因子。地处黄土高原南部的黄土塬区,近三十年来果园建设渐成规模,粮食作物与果树对土壤水分的利用各有特点,农田–果园镶嵌分布格局下的深层土壤水分消耗特征及土壤水资源协同利用模式引人关注,对该问题的深入研究有助于进一步阐明土壤水库功能,协调推进区域粮食生产与果业发展。本文在位于黄土塬区的庆阳、长武和洛川塬区分别选取不同树龄苹果园及邻近农田,从样点到区域尺度,通过野外采样、室内分析等手段,并结合数理统计、整合分析等方法,就黄土塬区农田-果园镶嵌布局深剖面土壤水分时空分布及影响因素进行了深入研究,取得的主要结果如下:（1）黄土塬区苹果园深层包气带土壤干燥化特征。庆阳、长武和洛川的土壤质地在0～23 m垂直剖面上呈现相似的变化趋势,且具有明显的分层特征。在0～3 m土层中,气候因素（降水量）与土壤水分显着相关,其影响SWC变异的相对贡献率达到46.9%。在3 m以下土层上,影响SWC变异的主导因子及对应土层分别为:树龄（3～13 m）和土壤质地（>13 m）。果园土壤干层起始深度为2～3 m,其受降水影响较大,而土壤干层厚度却随树龄的增加而显着增加。果树根系耗水深度和土壤水分亏缺量（与农田相比）则呈现“S”型变化,大体在20龄以后,果树根系吸水深度不再增加,年耗水量逐渐与年降水量持平。（2）区域尺度上农田转变为果园后深层土壤水分演变过程。农田转变为果园后,果树不断吸收利用深层土壤水分,导致深层SWC在幼龄期以后随着果树不断生长消耗而降低,直到20龄以后逐渐保持稳定;受降水量空间变异的影响,从年降水量500 mm地区到650 mm地区,果园深层SWC随之显着增加。栽植密度对果园土壤水分的影响则因树龄而异:在幼龄期,不同栽植密度苹果园深层SWC有显着差异（P<0.05）,而在衰老果园中栽植密度对SWC的影响减弱,但均显着低于对照（农田）。整体而论,黄土塬区农田变为果园会导致土壤水分出现过度消耗,这是树龄、栽植密度以及降水量水平等多个因素综合作用的结果。建议果园栽植规划中,应平衡果树生产力与土壤水分关系,根据当地气候条件合理配置栽植密度,推进区域果业可持续发展。（3）农田-果园镶嵌布局下土壤水分空间分布特征。在24龄果园-农田交界带中,随着距果园测定距离的增大,相邻农田样地下剖面土壤水分受果园的影响愈小。农田-果园交界带上的土壤水分分布存在明显的边缘效应:苹果树能够吸收邻近农田2 m以下的土壤水分来满足自身需求,24龄果园的水平吸收范围达到7 m,表现出对邻近农田的依赖,但10龄果园未影响到邻近农田的土壤水分。在塬区农业生产中,建议以粮食自给确定农田面积阈值,维持合适的农果面积比例,农田地块的宽度不小于14 m,以推进区域农业水资源的可持续利用,协调区域果业生产与粮食安全。（4）农田和不同树龄苹果园土壤有机碳分布及其与深层土壤水分的相互作用。受黄土-古土壤序列在剖面分布的影响,土壤有机碳含量在剖面呈现相似的变化规律,苹果树种植显着影响到0～40 cm剖面土壤有机碳含量。与农田相比,果园土壤剖面碳储量随树龄增加先减少后增加,并超过农田,但各树龄阶段无显着差异。降水、气温及树龄对浅层土壤有机碳影响较大,而深层土壤有机碳更多受到土壤质地的影响。此外,0～1 m土壤碳储量仅占整个剖面土壤碳储量的8.83%±1.88%,表明深层土壤累计碳储量较高,这对未来土地利用管理以及评估陆地碳循环具有重要意义。本项研究通过大量的野外测定以及文献整合分析,阐明了黄土塬区农果镶嵌格局下典型样地土壤水分的时空分布特征,描述了农田和果园深层土壤有机碳分布及其与土壤水分的关系,提出了有助于土壤水资源可持续利用、考虑粮食自给的粮果业可持续发展的管理建议。这对于合理调整黄土塬区土地利用结构,协调推进区域粮食安全、果业生产与经济发展具有重要意义。
张雨[5]（2021）在《甘肃某戈壁区包气带土—水特征及核素迁移规律研究》文中研究指明积极发展核电是中国改善能源结构、保障能源供给、应对减碳排放计划和落实国家安全防控的重大战略选择,经过四十余年的努力,当前中国已经从核电落后国跨入世界核电大国行列。在中国大力发展核电的同时也产生了大量放射性核废料,给生态环境造成了巨大压力,如何经济、安全和有效地处置核废料已经成为当前社会的重点关注问题。为提高核燃料利用率和压缩核废料体积,中国采用闭式核燃料循环政策,首先对乏燃料进行淬取、浓缩及分离等后处理工序,分离回收可用核素,对于不可回收利用的核废料,将按照辐射等级分别进行近地表处置和深地质处置。在核废料运输、暂存、后处理及近地表处置的过程中绝对安全是无法保证的,一旦发生核泄漏,放射性污染物将率先进入包气带,并沿包气带向地下水迁移。核素在水中主要以离子、络合离子、分子、胶体等形式存在,当核素与包气带接触及在其内部内迁移时,在物理、化学、生物等作用下,包气带能够有效阻滞、延缓核素向地下水迁移,并使得部分核素吸附在有机质内和土壤颗粒表面,大幅度减缓核素向生物圈扩散的速度。由于不同包气带因自身特异性对核素阻滞能力有较大差异,因此,只有查明包气带土体成分组成、土-水特征及核素迁移规律,才能使核废料相关厂区选址及后续建设更加合理,从而充分发挥包气带在核事故下保护地下水的天然屏障作用。本文以位于中国甘肃某戈壁区的乏燃料后处理厂预选厂区为研究背景,对厂区包气带土体成分、结构和非饱和土-水特征进行了详细调查;在查明厂区及近区域水文地质条件和包气带非饱和水力参数的基础上,模拟了核素3H、60Co和137Cs在包气带内的迁移、累积行为;参考当前核废料相关厂区国际常用防护措施,并结合研究区包气带特异性与核素迁移规律,提出了三种建议性防护措施,随后通过数值模拟的方式对各防护措施进行了评估与验证。全文研究内容对于戈壁区包气带土-水特征研究及该乏燃料后处理厂预选厂区和类似土质厂区的适宜性评价、危险性评估、应急措施建设以及紧急事故救援具有重要参考意义。论文的主要研究内容和成果如下:（1）基于野外现场调查与资料收集,对预选厂区及近区域气象、水文和地质条件进行了详细分析与总结,从多角度对预选厂址适宜性进行了讨论,并为包气带内核素迁移数值模拟提供基础数据支撑。调查与统计结果显示:预选厂区为典型的大陆性干旱气候、全年降雨稀少,地下水流速缓慢、水位变幅小,地层稳定、第四系包气带厚度适中,近区域内无密集人口。厂区位置具有突出的水文地质优势、气候优势和地理优势,作为乏燃料后处理厂厂址具有良好的适宜性。（2）通过室内试验对预选厂区内包气带土样进行了物质组成和基本物理性质分析,以对包气带形成机制、土体成分、结构和基本物理性质有更好的了解。测试结果表明:预选厂区包气带为第四系冲洪积土体,包括全新统冲洪积层和上更新统冲洪积层;土体粒度跨度较大,包含黏粒组、粉粒组、砂粒组、砾粒组和碎石组,均一性极差;整体呈弱碱性,为亚氯盐渍土、弱盐渍土;平均干密度分别为1.798 g/cm3和1.815 g/cm3,平均孔隙率分别为37.8%和36.1%。（3）在预选厂区开展了包气带饱和垂向渗透系数试验和包气带水分运移试验,并结合室内滤纸法试验,对包气带土-水特征进行了详细调查,以此获取包气带非饱和水力参数和总结包气带内水分迁移规律,并对数值模型的建立与验证提供基础数据。试验结果表明:双环法测量包气带饱和垂向渗透系数与单环法和改进IAM法相比具有更高的置信度,改进IAM法不适用于砾砂和砾石含量较高的地层,包气带内全新统冲洪积层与上更新统冲洪积层饱和垂向渗透系数相差较大,平均值分别为6.962m/d和0.240m/d;由于土体粒径跨度较大,研究区包气带在自然脱湿过程中含水率与基质吸力随时间变化曲线呈明显的阶段性,应用“毛细管束模型”能够较好的解释这一现象;当地层含水率在饱和状态和自然状态之间变化时,其基质吸力主要属于毛细作用阶段;细粒土能够有效提高戈壁区包气带的持水能力,随着黏粒与粉粒含量的升高,低含水率状态下,上更新统冲洪积层基质吸力明显高于全新统冲洪积层,且随着含水率降低,基质吸力差值逐渐升高。（4）结合现场水分运移试验与改进滤纸法室内试验获取了预选厂区包气带土体全范围土-水特征曲线数据,随后利用VG模型对土-水特征曲线进行了公式拟合,并求得模型参数。在拟合土-水特征曲线过程中得到以下结论:通过改进滤纸法,能够有效对含砂量高、结构性较弱的土体进行基质吸力测量;应用lsqcurvefit函数对土-水特征曲线数学模型进行拟合求解具有方法简单、结果精确度较高的特点;VG模型能够较好的描述甘肃戈壁区包气带土-水特征曲线;与Hydrus官方参考值相比,预选厂区包气带土体非饱和土-水特征参数与砂质壤土和壤质砂土两种土质较为相近。（5）依据预选厂区多年气象统计数据与包气带非饱和水力参数,通过Hydrus-1D软件模拟了不同降雨强度下核素3H、60Co和137Cs在包气带内的迁移、累积行为。模拟结果表明:在1000年模拟期内仅核素3H迁移至地下潜水位处,而核素60Co和137Cs始终滞留在包气带内;泄漏后的第42天地下水潜水位处3H放射性活度浓度达到国际污染标准;大时间尺度下,随着降雨强度的增大,地下水潜水面处核素3H放射性活度浓度峰值逐渐升高、滞留核素60Co和137Cs在包气带内的竖向迁移距离大幅度提升;针对包气带内滞留核素,初始浓度主要影响核素在包气带内放射性活度浓度峰值,分配系数主要影响核素在包气带内放射性活度浓度峰值位置与最大迁移距离。（6）根据预选厂区包气带特异性与包气带内核素迁移规律,参考当前核废料相关厂区国际常用防护措施,提出了隔绝地表渗水、包气带置换黏土层和设置降水群井三种建议性防护措施,并通过数值模拟的方式进行了验证与评估。模拟结果显示:三种防护措施对紧急事故下及事故后阻滞、延缓核素向地下水迁移具有较好的效果,能够有效降低泄漏初期单位时间核废液入渗量、延后地下水放射性活度浓度达到污染标准的时间、压制地下水潜水面处核素放射性活度浓度峰值、降低滞留核素在包气带内的迁移距离。
郑策[6]（2021）在《毛乌素沙地季节性冻土区包气带水汽热耦合运移机制研究》文中提出季节冻土分布面积占我国国土面积的53.5%,区内的丰富资源对于人类的生存环境及生产活动有重要意义。受季节性冻融循环作用影响,包气带中水、汽、冰三相迁移转化过程和机理相对复杂,关于水汽热耦合传输机制、模型构建及计算模拟技术等方面的研究相对薄弱,限制了人们对于包气带水循环机理以及许多环境与工程问题的理解。本文以毛乌素沙地季节性冻土区为研究对象,聚焦包气带水汽热耦合传输机制,在原位监测及室内外试验的基础上,通过数值模拟技术定量研究冻融期及非冻融期包气带水汽热耦合运移过程,揭示了不同时间尺度下、不同深度处土壤水分、温度以及通量的分布特征与变化规律。主要取得如下研究成果:（1）通过长期原位监测包气带水热动态发现,受降水频繁及蒸发强烈影响,在非冻融时期浅层10 cm处土壤水分波动显着。随深度增大土壤水分与温度变幅减弱,且存在明显滞后现象。当土壤温度低于冻结点后,液态水含量显着下降,含冰量逐渐增大,最大冻结深度超过110 cm。土壤水汽密度与温度变化联系紧密,在冻结时数值较小。（2）基于监测及室内外试验数据,利用Hydrus-1D软件分别建立了水汽热耦合模型与等温模型研究非冻融期包气带水分迁移过程。相比较而言,耦合模型土壤水分与温度拟合RMSE值分别为0.007 cm3/cm3与0.7℃,误差相对较小,表明其适用于评价干旱半干旱地区土壤水分运移过程。由于忽略了温度梯度驱动下液态水与气态水迁移过程,等温模型的拟合结果较差,误差随模拟时间增长而逐渐增大。（3）对不同气象条件下耦合模型中各水分通量的日变化规律进行分析表明,等温液态水在干旱时期受蒸发作用影响通量方向向上,在降雨过程中表层会交替出现聚集型及发散型零通量面,通量值显着增大;而等温气态水通量在干旱时期及湿润时期通量值均较小,对水分迁移过程影响可被忽略。在温度梯度驱动下,非等温液态水与气态水通量存在明显的日变化规律。在干旱时期气态水与液态水通量最大值分别出现在土壤表层及20 cm处,受降雨过程影响液态水通量显着增大而气态水通量减小。（4）基于冻融期包气带水汽热耦合运移理论,研发了适用于冻融条件下包气带水汽热耦合运移程序,将其嵌入Hydrus-1D软件中。在程序计算过程中,对容易引起数值计算不收敛的问题进行了改进,包括采用有效能量理论方法修正了相变时计算的土壤温度以及增加含冰量计算模块,提升了模型运行稳定性。利用该程序建立了水汽热耦合数值模型,其模拟结果与冻融期实测值拟合较好,土壤水分与温度拟合RMSE值分别为0.006 cm3/cm3与0.6℃。此外,通过不同试验场地实测数据验证表明该模型具有良好的适用性,可用于不同冻土地区研究中。（5）利用所建立的模型模拟了冻融时期包气带水汽热耦合运移过程,在典型冻结时期内,浅层土壤中存在日冻融循环现象,内部冻结锋不断向下运移,而在典型融化时期内土壤呈现出双向融化状态。在基质势梯度及温度梯度的驱动下,土壤水分向冻结锋处迁移,引起深部土层含水量减小。在冻层内部,由于冰的存在液态水流动受到抑制,其通量比之前减小了1～5个数量级,此时等温气态水通量数值相对较大。（6）对不同时期土壤水分迁移驱动力进行分析表明,等温液态水通量是总水分通量的最重要组成部分,由温度梯度驱动的气态水与液态水则分别对土壤浅层及内部的水分运移过程影响较大。在非冻融期内非等温气态水通量在总水分通量中的占比超过20%。并随降雨量的减少,其影响不断增大。当土壤冻结后非等温气态水主导冻层内水分运移过程,并且等温气态水的影响也不该被忽略。以上研究成果不仅可为毛乌素沙地水资源合理利用及生态环境保护提供科学依据,同时所研发的冻融程序也可应用于其他地区,对于揭示季节性冻土区包气带水分循环机理具有重要理论及实际意义。
陆彦玮[7]（2020）在《黄土高原包气带典型水文特征与潜在地下水补给的时空演变研究》文中研究说明水资源是人类赖以生存和发展的基础,理解区域水资源现状、演变机理是实现水资源有效调控、保障地区可持续发展的前提。我国黄土高原水资源有限,生态环境脆弱,对气候环境变化极为敏感。近年来,随着退耕还林还草工程的深入实施和区域经济社会的快速发展,黄土高原生态环境建设虽然改了原有土地利用和植被覆盖,遏制了土壤侵蚀,降低了水土流失,但也面临着区域水资源和生态环境建设供需是否平衡,是否可持续的“新问题”。因此,充分认识和理解自然状态下黄土包气带水资源补给及演化过程,分析潜在地下水补给的时空响应规律,对准确评价区域陆地水资源补给潜力,进而更好地指导区域水资源系统规划和生态环境可持续开发,实现新时代下黄土高原高质量发展具有十分重要的科学和现实意义。鉴于传统水文研究方法无法完全解答新时代下黄土高原新问题的不足,本研究尝试从深厚黄土包气带—陆地系统各水体间“转化纽带”和各圈层间“反应场所、信息载体”的角度出发,基于黄土高原地区气候和土壤明显的地带性特征,对黄土高原典型地区包气带土壤性质、水文信息以及大气输入进行大量调查与采样,利用多种时空数据分析手段和多元水文示踪技术,对黄土高原典型包气带土壤容重、包气带水文循环过程、包气带大气氯输入进行了深入探究。在充分明确包气带“物质量化、水文循环过程和氯信号输入”三方面内容的基础上,发展氯示踪技术对黄土高原不同气候区包气带中滞留的水文气候信息进行解析与重建,以弥补黄土高原近千年、高分辨率水文气候历史记录缺乏。同时,在时间维度上探讨黄土高原潜在地下水补给演变过程及其对气候变化的响应,在空间维度上分析黄土高原潜在地下水补给的分布特征及其主控因子。主要结论如下:1.黄土高原典型包气带土壤容重分布及其模拟预测:黄土包气带土壤容重分布在区域水平方向上相似,基本不受土地利用类型和景观位置的影响;但在垂直方向上变异较大,并随深度变化呈现出在大尺度上（>30m）的对数增加和中尺度上（3–13 m）的震荡变化。其中,土层深度是包气带土壤容重在大尺度上变化的主导因素,而磁化率相比于土壤质地和有机碳参数能更好地解释中等尺度容重的空间变异。包气带浅、深层土壤容重的分布特征及其主要影响因素截然不同。包气带土壤容重的垂向分布特征主要由压实作用贡献的“大尺度对数增长”和土壤质地性孔隙控制的“中尺度振荡”两方面耦合而成,且压实和质地性孔隙的最优解释变量分别为土体深度和磁化率与粘粒含量,据此提出一种多尺度容重概念模型,从机理上描述了包气带容重的分布特征,解释了黄土包气带土壤容重约82%的变异,大幅提高包气带土壤容重预测的精度和准确性,对包气带水分、溶质、碳等物质储量及通量的准确估算,推动土壤水文、地球关键带等相关研究及应用的发展具有重要的参考价值。2.黄土高原典型包气带水文循环过程:土壤水分的动力学分馏和非均匀流（优先流或大孔隙快速流）入渗只能影响黄土包气带的浅层（0–2 m）土壤,而深层（>2 m）土壤水分运动以活塞流入渗为主且不受动力学分馏影响,具有一定的时空稳定性。雨、旱两季降水都能对浅层（0–2 m）土壤水进行补给,而深层（>2 m）土壤水分补给主要来源于雨季大降水。深厚黄土包气带水分运移机制以活塞流为主导,加之黄土包气带成层分布、水平均质,这使得黄土包气带土壤水文信息在垂直和水平方向上分别具有空间时序性和空间一致性。因此,黄土包气带中的水文信息具有重建当地长时间尺度潜在地下水补给（水文气候）历史的巨大潜力。3.黄土高原大气氯输入通量估算及其空间分布特征:为丰富大气氯输入评估方法,缓解黄土高原大气氯输入数据的不足,提出基于包气带氚、氯剖面耦合的反向氯质量平衡法（ICMB）和氯累积年龄法（ICCA）间接估算方法。通过与实际监测数据相比较,发现反向氯累积年龄法具有较高的可靠性和准确性,而对于反向氯质量平衡法更适用于农田或污染地区的大气氯输入反向估算。以上间接评估方法为今后全球范围内大气氯输入通量的评估与研究提供新手段。黄土高原大气氯输入空间分布上整体呈现出“东南、西北两头高,中间低”的变化趋势。其中,东南大部受东亚季风主导,大气氯输入通量以海陆距离为主要控制因素,而西北内陆氯输入来源复杂,海陆距离效应并不明显,氯浓度与降水量显着负相关,表现出较强的淋洗效应。4.基于氯示踪技术重建潜在地下水补给历史:从不同角度分析了包气带氯示踪技术重建黄土高原潜在地下水补给历史的可行性。一方面,不同气候区（渭南、长武、海原和景泰）包气带重建的潜在地下水补给序列随时间的变化趋势相似,表明了黄土高原不同地区的潜在地下水补给在时间变化上具有一致性。具体表现为,在AD 1350–1400、1500–1600、1750–1800和1950–1995年间黄土高原表现出潜在地下水补给量较高的相对湿润期,AD 1400–1500、1620左右、1740左右、1800–1950年间黄土高原相对干旱,潜在地下水补给量较低;另一方面,与附近的树木年轮和溶洞气候记录对比,气候要素变化趋势基本一致,进一步验证了利用黄土包气带氯示踪剂重建区域水文气候历史的可靠性。对于包气带氯示踪技术重建潜在地下水补给历史的性能。相比干旱荒漠地区,较高的水分补给通量和大气氯输入量使得包气带对短时间尺度的干、湿水文气候交替更为敏感且记录能力更强。一方面,干旱地区（巴丹吉林沙漠和景泰）包气带浅层（0–2 m）分别累计了50年和43年的氯信号,而半湿润区（渭南和长武）仅累计了12年和14年的氯信号,这说明了具有较大补给通量的半湿润地区包气带有助于短期湿润气候信号快速地进入深层渗漏区,更有利于高时间分辨率水文气候演变信息的记录与重建。另一方面,通过Cook模型模拟可知,包气带对于水文气候事件的保存能力取决于土壤含水量和补给率两方面因素。较高的补给通量有助于“气候事件”更好地分离,使得相邻气候事件信号很难被弥散和扩散作用而混合和平滑,从而可以保留较长时间。5.黄土高原潜在地下水补给的时空演变分析:在时间维度上,黄土高原近1000年的潜在地下水补给历史与表征季风气候变化的太阳辐射（活动）和北半球温度异常指标显着正相关,随全球变化（亚洲季风）表现出:暖湿气候-高潜在地下水补给量、干冷气候-低潜在地下水补给量的对应关系和相互交替的波动变化,表明了东亚季风强度变化是黄土高原地区潜在地下水补给时间变化的主要驱动力。在空间维度上,沿黄土高原东南至西北内陆方向,不同气候区（中温带干旱区-景泰、中温带半干旱区-海原、中温带半湿润区-长武和暖温带半湿润区-渭南）近200年潜在地下水补给通量分布为3.9±2.6 mm yr-1、15.1±9.5 mm yr-1、25.5±15.6 mm yr-1和72.0±29.1 mm yr-1,呈明显的地带性特征。其中,强降雨水量（>20 mm）和高强降雨水量（>30 mm）分别可以解释黄土高原潜在地下水补给量82%和91%的空间变异,是黄土高原潜在地下水补给最主要控制因素,而浅层土壤质地（粘粒含量）则控制着<20 mm的降水事件对黄土高原潜在地下水补给的贡献量。本研究不仅提高了我们对于黄土高原深厚包气带土壤、水文基本特征的认识,明确了水文过程驱动下氯循环信息,发展了氯示踪技术在黄土高原地区长时间尺度、高分辨率潜在地下水补给过程中的应用潜力。从而推动了黄土高原地区水资源补给的时空演变分析,加深了对于全球变化背景下黄土高原陆地水资源补给演变规律的系统理解,为未来陆地水资源预测和可持续开发利用提供重要的技术支撑、数据参考和科学指导。本研究成果对黄土高原生态文明建设、黄河流域生态保护和高质量发展具有重要的现实意义。对推动地球关键带、全球变化水文学等相关学科领域的发展与进步,实现联合国2030年全世界可持续发展战略目标也作出了相应的努力。
霍世璐[8]（2020）在《玛纳斯灌区灌溉条件下包气带水分运移规律研究》文中研究指明玛纳斯河流域地处西北干旱地区,该地蒸发强烈而降雨稀少,农田多采用膜下滴灌模式,少部分地区存在漫灌现象。灌溉水源多为地下水或河水,不合理的开发利用水资源会引发一系列环境问题,为了提高玛纳斯河流域田间用水率,需分析当地田间水在包气带中的运移规律。包气带水是地表水与地下水的连接带,同时是支持作物生长的关键水分。可通过实测数据研究包气带水分运移规律,以此建立与实际情况相符的包气带水分运移模型。从而深入认识灌溉量对农田水分收支状态的影响,制定合理的灌溉量,对提高农田用水率及水资源合理开发具有重要的理论及实际意义。本文以新疆玛纳斯灌区的棉田为例,基于地面台站的实测气象数据与土壤水分数据,采用数理统计、空间插值、模型模拟等方法,分析了土壤水分要素时空变化特征,探讨了灌溉量对田间水分收支状况的影响。取得的主要结论如下:（1）.依据不同深度土壤含水率的波动状态,将土层分为:活跃层、次活跃层、过渡层及相对稳定层。受根系作用影响,根系深埋区活跃层位于(0,30]cm、次活跃层位于(30,50]cm。根系浅埋区(0,10]cm为活跃层、(10,50]cm为次活跃层。对比生育期土壤含水率变化特征可知,植物耗水量、灌溉量及灌溉方式对活跃层及次活跃层土壤水分运移影响最大,过渡层(50,100]cm次之,相对稳定层(100,200]cm影响最弱。过渡层和相对稳定层的含水率对灌溉的响应存在一定的滞后性,且随着深度的增加,响应时间越长。（2）.对比分析不同灌溉模式下,含水率、水势、温度梯度和水力梯度可知:（1）滴灌方式比漫灌对包气带水分运移的影响更大。滴灌模式下整个剖面的总水头长时间维持在一个较高水平,土壤水分分布均匀。（2）根深及包气带岩性对热通量面位置有较大影响,热通量面稳定在根系密集区;漫灌模式对深层土壤温度,含水率分布影响大,但持续时间短,水分及热量难以长时间维持在稳定状态。（3）在同一灌溉模式下,根系深度不同时,根浅剖面表层到底层的水力梯度大于根深剖面,造成根浅剖面底部渗漏比根深区大;对于同一剖面灌溉模式不同时,漫灌模式下表层到底层的水力梯度大于滴灌,造成漫灌底部渗漏比滴灌大。（3）.通过对比补给水源,灌溉量及灌溉方式得出:（1）灌溉量为0.2m3/m2,TDS为421.34mg/l的地下水灌溉时,不会激发100-200cm处土壤盐分浓度变化;当以TDS为1066.36mg/l的河水作为灌溉水源,灌溉量为0.4 m3/m2时,10cm及30cm处土层盐分快速响应,波动幅度最大;50cm处土层盐分响应有一定滞后性,波动幅度比上层小;100cm-200cm处随深度的增加盐分响应所需时间越长,盐分变化量也最小。即水源TDS较高、灌溉量增大时会引起整个剖面盐分增加;（2）水源及灌溉模式相同,增加灌溉量后盐分淋洗效果更好;同一水源在相同灌溉量下,滴灌对盐分的淋洗效果不如漫灌。（4）.通过HYDRUS-1D计算模拟期内不同滴灌量下田间水分收支情况,得出相同灌溉量下,根系深度越浅,底部渗漏量越大;根系深度一定,灌溉量增加渗漏量越大。综合考虑生育期根系状态,需水量得出:根系深度为55cm,灌溉量为0.12-0.15 m3/m2或根系深度为35cm,灌溉量为0.08-0.12 m3/m2时田间水分利用率最高,此时棉田蒸腾比例、底部渗漏比例及水分滞留比例最优,田间持水量合理。可达到田间水分利用率的最大化,实现节约灌溉的目标。
路璐[9]（2020）在《淮北平原区农田土壤水分动态模拟实验研究》文中提出土壤水分作为调控土壤―植物―大气（SPAC）反馈系统中的重要参数之一,同时,土壤水分还是“四水”转化纽带以及作物吸收水分的主要来源。及时掌握作物生长阶段土壤水分动态变化对作物生长以及制定合理地灌溉制度至关重要。土壤水分动态运移与蒸腾蒸发、潜水蒸发、地下水埋深、气象要素和作物生理指标等多元素密切相关,由于缺乏多要素多过程监测,土壤水分动态模拟及估算具有不确定性。为进一步明晰淮北平原区农田土壤水分动态变化规律,定量识别土壤水分驱动因子,以五道沟水文实验站1984-2019年长系列土壤水分和水文气象实测资料为关键数据支撑,构建基于多要素驱动的土壤水分预测模型,定量评估冬小麦―夏玉米土壤水分预测模型。通过对国内外研究土壤水分预测模型的综合分析,本论文利用五道沟水文实验站长系列土壤水分和水文气象实测数据,采用神经网络法、灰色预测GM（1,N）法和时间序列法,分别建立冬小麦―夏玉米各生育期土壤水分预测模型,以研究各模型在淮北平原地区的适用性。具体研究成果如下:（1）通过多种实验设施,原型观测土壤水分、水文气象要素等数据并结合历年相关资料,参考国内外研究现状,为开展淮北平原区农田土壤水分动态模拟研究奠定理论基础。（2）根据水量平衡原理,明晰不同情景下土壤水分动态变化规律。冬小麦―夏玉米生育期土壤水分消退系数随埋深大致呈反比例函数,随着埋深的增大,消退系数趋于定值,离散程度减弱;0.3m为土壤水分交换最为活跃的土层厚度;裸地1m和2m埋深土壤水分动态变化趋势一致,1m埋深0-20cm、20-40cm和40-60cm土层土壤水分值均大于2m埋深,60-80cm反之;冬小麦生育期1m埋深和2m埋深土壤水分动态变化趋势基本一致,冬小麦生长初期,1m埋深和2m埋深各土层土壤水月中旬至分值基本相同,11月初至3月初,1m埋深土壤水分值大于2m埋深,3月初至5月底,1m埋深和2m埋深0-20cm、20-40cm和40-60cm土层土壤水分值基本相同;1m潜水埋深裸地土壤水分值波动较小,非裸地土壤水分值波动较大;2m潜水埋深裸地土壤水分值大于非裸地,除小麦越冬期外。（3）本文基于通径分析和灰色关联分析,识别土壤水分驱动因子。分别建立冬小麦―夏玉米生育期不同土层土壤水分与水文气象要素的相关关系,小麦期通径分析显示T、GT、P、A影响显着,灰色关联度分析显示GT、RH、△E、aH、T影响显着;玉米期通径分析显示RH、A、△E等影响显着,灰色关联度分析显示GT、△E、RH、V、d等影响显着。（4）基于多要素驱动的土壤水分预测模型探讨及模型定量评估。小麦生育期,BP神经网络、GM（1,N）和ARIMA模型的模型预测精度分别为0.823、0.676、0.992,ARIMA模型最好。玉米生育期,BP神经网络、GM（1,N）和ARIMA模型预测精度分别为0.926、0.724,ARIMA模型不适用,BP神经网络预测土壤水分预测精度最高。
张晓萌[10]（2019）在《安徽淮北平原土壤水分变化特征及其与地下水转化关系研究》文中研究表明土壤水运动作为水循环的主要环节之一,是连接四水循环（大气水、地表水、地下水和土壤水）的重要纽带,更是农作物生长的主要来源。在地下水浅埋区,土壤水与地下水交换频繁,安徽淮北平原地处我国东部,是南北气候过渡带的典地区,旱、涝和渍频发。因此,开展土壤水的运移规律以及与地下水的转换关系的研究,对于安徽淮北平原田间水分的转化规律以及制定合理的灌溉计划具有重要意义。本研究在安徽省五道沟水文水资源试验站开展,现场调研收集了土壤水、地下水、气象和作物等资料,并在此基础上又开展了相关试验,研究了土壤水分在年际和年内的变化特征;分析了不同场次降雨量、作物以及地下水位埋深变化对不同作物生长季各土层土壤水分的影响,建立了地下水埋深与各土层土壤水分的回归模型,并进行了验证;利用Hydrus-1D模型对地下水位控制试验下的夏玉米生长季土壤水分进行了数值模拟,得到了土壤水与地下水的交换量。研究结果可为农业墒情预报和制定合理灌溉制度提供理论参考。主要研究成果如下:（1）通过分析1992-2018年0-0.1m、0.1-0.2m、0.2-0.3m、0.3-0.4m、0.4-0.5m、0.5-0.6m、0.6-0.8m、0.8-1.0m和0-1.0m各土层土壤平均含水率在年内和年际的变化特征,得出了土壤水分在年内最湿和最干出现的月份分别为3月和5-6月;各剖面土层土壤含水率呈在年际变化上呈逐渐上升趋势。（2）分析了1992-2018年多年平均不同作物生长季（冬小麦和夏玉米）各剖面土层土壤水分的变化特征,作物生长季各土层土壤水分受作物、降雨和蒸发影响表现出不同的特征,夏玉米生长季各剖面土层土壤平均含水率经历平缓和上升两个阶段,冬小麦地含水率则经历了稳定和迅速下降两个阶段。冬小麦和夏玉米生长季0.3-0.4m、0.4-0.5m土层平均含水率高于其它各土层,这表明该层持水性较好,尤其在旱期,该层对作物生长发育起着重要作用。（3）降雨量不同对土壤水分的影响深度不同,小雨、中雨、大雨和暴雨四种雨量级别对土壤水分的影响深度分别是0.35m、0.35m、0.45m和1.0m。裸地与小麦地相比,小麦地对土壤水分的利用量较大。通过分析1992-2014年夏玉米和冬小麦生长季地下水埋深对土壤水分的影响,建立两者间回归模型,并用2016、2017和2018年资料对回归模型进行验证,地下水埋深和土壤含水率呈线性关系,越往深层,相关性越好。（4）Hydrus-1D模型可准确模拟土壤水分变化。从Hydrus-1D模型的模拟结果看:土壤水与地下水交换频繁,夏玉米全生育期土壤水的蓄变量为-52.60mm,地下水对土壤水的的累积补给量为295.08mm。
二、包气带土壤水分动态分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、包气带土壤水分动态分析（论文提纲范文）
（1）石羊河流域民勤盆地表生生态与地下水关系研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 地下水与植被的关系 |
| 1.2.2 生态地下水埋深研究 |
| 1.2.3 民勤盆地生态问题研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 研究区概况 |
| 2.1 自然地理概况 |
| 2.1.1 地理位置 |
| 2.1.2 地形地貌 |
| 2.1.3 气象水文 |
| 2.1.4 水文地质 |
| 2.1.5 土壤与植被 |
| 2.2 典型剖面 |
| 2.3 土壤物理参数 |
| 2.3.1 颗粒分析 |
| 2.3.2 土壤水分特征曲线 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 植被生态特征分析 |
| 3.1 植被生态研究方法 |
| 3.2 植被类型及分布特征 |
| 3.2.1 植被类型 |
| 3.2.2 植被覆盖度分布特征 |
| 3.2.3 不同地下水埋深植被类型分布 |
| 3.3 植被生态与地下水埋深关系 |
| 3.3.1 植被盖度与地下水埋深 |
| 3.3.2 植被生长与地下水埋深 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 植被影响下包气带水分运移规律 |
| 4.1 草本—灌木剖面 |
| 4.1.1 一维垂向包气带水分运移规律 |
| 4.1.2 剖面含水量变异性特征 |
| 4.1.3 二维包气带水分运移规律 |
| 4.1.4 土壤温度与土壤含水量的变化规律 |
| 4.1.5 地下水动态变化规律 |
| 4.2 草本—灌木—乔木剖面 |
| 4.2.1 一维垂向包气带水分运移规律 |
| 4.2.2 剖面含水率变异性特征 |
| 4.2.3 二维包气带水分运移规律 |
| 4.2.4 土壤温度与土壤含水量的变化规律 |
| 4.2.5 地下水动态变化规律 |
| 4.3 灌木—乔木剖面 |
| 4.3.1 一维垂向包气带水分运移规律 |
| 4.3.2 剖面含水率变异性特征 |
| 4.3.3 二维包气带水分运移规律 |
| 4.3.4 土壤温度与土壤含水量的变化规律 |
| 4.3.5 地下水动态变化规律 |
| 4.4 乔木剖面 |
| 4.4.1 一维垂向包气带水分运移规律 |
| 4.4.2 剖面含水量变异性特征 |
| 4.4.3 二维包气带水分运移规律 |
| 4.4.4 土壤温度与土壤含水量的变化规律 |
| 4.4.5 地下水动态变化规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 植被影响下包气带水分运移数值模拟 |
| 5.1 水文地质概念模型 |
| 5.2 数学模型的建立 |
| 5.2.1 包气带水分运移模型 |
| 5.2.2 根系吸水模型 |
| 5.2.3 边界条件处理 |
| 5.3 模型的构建 |
| 5.3.1 模型初始条件 |
| 5.3.2 时间离散和空间剖分 |
| 5.4 模型参数的确定 |
| 5.4.1 模型参数确定依据 |
| 5.4.2 参数反演 |
| 5.5 模型的识别与验证 |
| 5.5.1 模型识别与验证的结果 |
| 5.5.2 误差分析 |
| 5.6 植被根系吸水规律 |
| 5.6.1 沙枣 |
| 5.6.2 柽柳 |
| 5.6.3 盐爪爪 |
| 5.6.4 芦苇 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）喀斯特高原峡谷典型小流域石漠化水文过程与碳氮流失机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 前言 |
| 第一章 研究现状 |
| 第一节 水文过程与养分流失 |
| 第二节 石漠化水文过程与养分流失 |
| 第三节 喀斯特水文过程与水土养分流失研究进展与展望 |
| 一 文献获取与论证 |
| 二 研究阶段划分 |
| 三 国内外主要进展与标志性成果 |
| 四 国内外拟解决的关键科学问题与展望 |
| 第二章 研究设计 |
| 第一节 研究目标与内容 |
| 一 研究目标 |
| 二 研究内容 |
| 三 研究特点与难点及拟创新点 |
| 第二节 技术路线与方法 |
| 一 技术路线 |
| 二 研究方法 |
| 第三节 研究区选择与代表性 |
| 一 研究区选择的依据和原则 |
| 二 研究区基本特征与代表性论证 |
| 第四节 实验数据和资料及可信度 |
| 一 实验分析数据 |
| 二 野外调查数据 |
| 三 其他资料数据 |
| 第三章 流域地貌水文结构与产流特征 |
| 第一节 流域地貌水文结构特征 |
| 一 流域水文结构特征 |
| 二 流域地貌特征 |
| 第二节 流域气象水文特征 |
| 一 气象水文特征 |
| 二 大气降水线 |
| 第三节 流域产流特征 |
| 第四章 坡面壤中流水文过程与碳氮流失 |
| 第一节 坡面土壤水分分布与时空动态特征 |
| 一 坡面径流小区土壤水时空动态 |
| 二 小波相干分析 |
| 第二节 基于稳定同位素技术的坡面壤中流水文过程 |
| 一 坡面径流小区壤中流δD、δ~(18)O分布特征 |
| 二 基于Iso Source模型的坡面径流水来源分析 |
| 第三节 降雨对坡面产流产沙的影响 |
| 一 径流小区降水分配比例 |
| 二 降雨期间径流小区产流产沙量特征 |
| 第四节 降雨事件对坡面碳氮迁移与流失的影响 |
| 一 坡面SOC、TN、DOC、TSN分布特征 |
| 二 降雨期间径流DOC、TSN变化特征 |
| 三 降雨事件对坡面碳氮流失的影响 |
| 第五节 坡面壤中流水文过程与碳氮流失机制 |
| 一 坡面土壤水时空动态及其影响因素 |
| 二 不同植被类型对坡面壤中流水文过程与产流产沙量的影响 |
| 三 坡面壤中流水文过程对碳氮迁移与流失的影响 |
| 第五章 裂隙渗透流水文过程与碳氮分布 |
| 第一节 裂隙剖面土壤物理性质特征 |
| 一 裂隙剖面土壤物理性质垂直分布特征 |
| 二 裂隙剖面不同深度土壤物理性质差异特征 |
| 第二节 裂隙渗透流土壤水分动态特征 |
| 一 裂隙剖面渗透流土壤水动态变化 |
| 二 小波相干分析 |
| 第三节 基于稳定同位素技术的裂隙渗透流水文过程研究 |
| 一 裂隙不同深度渗透流的δD、δ~(18)O分布特征 |
| 二 基于二端元混合模型的裂隙渗透流新旧水比例划分 |
| 第四节 裂隙剖面土壤碳氮分布特征 |
| 一 裂隙剖面土壤碳氮垂直分布特征 |
| 二 裂隙土壤理化性质相关性分析 |
| 第五节 裂隙渗透流水文过程与碳氮分布机制 |
| 一 裂隙土壤水动态及其影响因素 |
| 二 裂隙渗透流水文过程 |
| 三 裂隙土壤碳氮分布及其影响因素 |
| 第六章 流域水文过程与碳氮流失 |
| 第一节 流域侵蚀泥沙来源分析 |
| 一 流域主要土地类型土壤碳氮分布特征 |
| 二 基于Iso Source模型的流域流失土壤来源分析 |
| 第二节 降雨期间流域产流动态特征 |
| 一 降雨期间流域产流特征 |
| 二 降雨事件下流域产流动态 |
| 第三节 降雨期间流域碳氮流失特征 |
| 一 降雨、径流、汇流、暗河流的DOC与 TSN浓度特征 |
| 二 降雨事件下径流、汇流、暗河流的DOC与 TSN浓度变化 |
| 三 降雨事件下流域碳氮流失特征 |
| 第四节 流域壤中流、径流、汇流与暗河流氢氧稳定同位素特征 |
| 一 流域主要土地类型壤中流的δD、δ~(18)O分布特征 |
| 二 流域径流、汇流、暗河流的δD、δ~(18)O分布特征 |
| 三 降雨事件下流域径流、汇流、暗河流的δD、δ~(18)O变化特征 |
| 四 不同水文结构的氢氧稳定同位素关系 |
| 第五节 基于氢氧稳定同位素示踪技术的流域产流来源辨析 |
| 一 基于二端元混合模型的流域径流新旧水比例划分 |
| 二 基于Iso Source模型的流域汇流来源分析 |
| 第六节 流域水文过程与碳氮流失的影响机制 |
| 一 流域产流的降雨响应特征及其影响因素 |
| 二 流域地貌特征对水文过程的影响 |
| 三 流域产流机制 |
| 四 流域水文过程对养分变化与流失的影响 |
| 第七章 结论与讨论 |
| 一 主要结论 |
| 二 主要创新点 |
| 三 讨论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研成果 |
| 致谢 |
（3）大规模植被恢复条件下半干旱地区流域水循环演变机制研究 ——以北川河流域为例（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 2.1.1 研究背景 |
| 2.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 植被对降水及蒸散发的影响 |
| 1.2.2 植被变化对土壤水和地下水补给的影响 |
| 1.2.3 水循环演变的水资源效应 |
| 1.2.4 存在的问题与不足 |
| 1.3 研究目标、研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 1.4 主要创新点 |
| 1.5 数据支撑 |
| 第二章 研究区概况 |
| 2.1 自然地理 |
| 2.1.1 地理位置 |
| 2.1.2 地形地貌 |
| 2.1.3 气象水文 |
| 2.2 水文地质条件 |
| 2.2.1 地下水的赋存条件及分布规律 |
| 2.2.2 地下水类型及含水岩组 |
| 2.2.3 地下水补给、径流、排泄条件 |
| 2.3 土地利用及植被分布 |
| 2.4 水资源开发利用概况 |
| 第三章 植被恢复对浅层土壤水循环的影响 |
| 3.1 试验方案 |
| 3.1.1 土壤剖面含水率监测 |
| 3.1.2 土壤物理性质测试 |
| 3.2 土壤水文参数及剖面含水率变化特征 |
| 3.2.1 土壤水文参数变化特征 |
| 3.2.2 土壤剖面含水率变化特征 |
| 3.3 不同植被土壤剖面水分对降雨的响应 |
| 3.3.1 土壤浸润过程识别方法 |
| 3.3.2 土壤水分对降雨响应的定量分析 |
| 3.4 不同植被土壤剖面水分的消耗过程 |
| 3.4.1 耗水过程识别及耗水量分析 |
| 3.4.2 植被对土壤耗水特性的影响 |
| 3.5 植被对浅层土壤水循环的影响模式 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 植被恢复对地下水降雨入渗补给的影响 |
| 4.1 示踪试验原理 |
| 4.2 示踪试验流程 |
| 4.2.1 示踪试验布设 |
| 4.2.2 样品采集测试 |
| 4.3 试验结果分析 |
| 4.3.1 不同植被下降雨入渗补给量变化 |
| 4.3.2 不同植被下降雨入渗补给过程变化 |
| 4.3.3 植被对地下水补给衰减的影响机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 流域尺度水循环要素演变趋势 |
| 5.1 流域水循环模型 |
| 5.2 水循环要素数据处理 |
| 5.2.1 降雨、径流系列 |
| 5.2.2 实测径流还原 |
| 5.2.3 基流分割 |
| 5.3 水循环要素变化特征 |
| 5.3.1 降水量变化特征 |
| 5.3.2 天然径流量变化特征 |
| 5.3.3 生态耗水量变化特征 |
| 5.3.4 水循环要素之间的变化关系分析 |
| 5.4 流域水循环的时空演变特征 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 植被恢复对流域水循环要素演变的影响 |
| 6.1 数据来源与数据处理 |
| 6.1.1 植被覆盖数据 |
| 6.1.2 蒸散发数据 |
| 6.1.3 植被覆盖与蒸散发数据处理 |
| 6.2 植被覆盖与蒸散发的变化趋势 |
| 6.2.1 植被覆盖空间分布及动态变化 |
| 6.2.2 蒸散发空间分布及动态变化 |
| 6.3 植被恢复对水循环要素变化的影响作用 |
| 6.3.1 植被恢复对蒸散发量的影响 |
| 6.3.2 植被恢复对生态耗水量的影响 |
| 6.3.3 植被恢复对地表产流量及基流量的影响 |
| 6.3.4 植被恢复对流域水循环的影响模式 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 流域水循环演变的资源效应评价 |
| 7.1 水资源乘数效应模型 |
| 7.2 植被恢复对流域水资源效应的影响作用 |
| 7.2.1 植被恢复前后水资源效应变化 |
| 7.2.2 植被恢复的典型生态效应 |
| 7.3 河流断面生态需水量对植被恢复的约束 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要结论 |
| 不足之处及研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 第一作者发表的文章 |
（4）黄土塬区农田—果园镶嵌布局深剖面土壤水分时空分布及影响因素（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 土壤水分时空动态 |
| 1.2.2 土壤干层与植被生长 |
| 1.2.3 农林复合系统土壤水分空间分布 |
| 1.2.4 植树造林对土壤碳库的影响 |
| 1.3 存在问题 |
| 第二章 研究内容与研究方法 |
| 2.1 研究目标与研究内容 |
| 2.2.1 研究目标 |
| 2.2.2 研究内容 |
| 2.2 技术路线 |
| 2.3 研究方法 |
| 2.3.1 研究区概况 |
| 2.3.2 样地选择 |
| 2.3.3 样品采集 |
| 2.3.4 室内分析 |
| 2.3.5 整合分析法 |
| 2.4 数据分析 |
| 2.4.1 相关指标计算 |
| 2.4.2 统计分析 |
| 第三章 黄土塬区农田和苹果园土壤水分垂直分布特征 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 研究区概况 |
| 3.2.2 试验设计与数据测定 |
| 3.2.3 数据处理 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.3.1 土壤水分的垂直分布特征 |
| 3.3.2 土壤水分的时间稳定性特征 |
| 3.3.3 不同地块农田及果园土壤水分的垂直分布 |
| 3.3.4 相同地块不同年份土壤水分垂直分布差异 |
| 3.4 讨论 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 黄土塬区苹果园深层包气带土壤干燥化特征及影响因素 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 研究区概况 |
| 4.2.2 样品采集与测定 |
| 4.2.3 数据处理 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.3.1 土壤质地分布特征 |
| 4.3.2 土壤水分的空间分布特征 |
| 4.3.3 苹果园土壤干燥化特征 |
| 4.3.4 土壤水分分布的影响因素 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 区域尺度上农田转变为苹果园后土壤水分变化过程 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 研究方法 |
| 5.2.1 数据收集 |
| 5.2.2 数据分析 |
| 5.3 结果分析 |
| 5.3.1 深剖面土壤水分变化过程 |
| 5.3.2 栽植年限对果园土壤水分的影响 |
| 5.3.3 不同栽植密度果园土壤水分差异 |
| 5.3.4 不同降水量地区果园土壤水分变化特征 |
| 5.4 讨论 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 黄土塬区农田-果园镶嵌布局下土壤水分空间分布特征 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 材料与方法 |
| 6.2.1 研究区概况 |
| 6.2.2 样品采集与测定 |
| 6.2.4 数据分析 |
| 6.3 结果分析 |
| 6.3.1 农田-果园交界带土壤水分空间分布 |
| 6.3.2 距果园相同距离上的土壤储水量差异 |
| 6.3.3 农田果园交界带不同位置土壤储水量及土壤水势分布 |
| 6.4 讨论 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 黄土塬区农田变为果园后深层土壤水分消耗与有机碳的关系 |
| 7.1 前言 |
| 7.2 材料与方法 |
| 7.2.1 研究区概况 |
| 7.2.2 样品采集与测定 |
| 7.2.3 数据计算与分析 |
| 7.3 结果分析 |
| 7.3.1 土壤有机碳在垂直剖面上的分布 |
| 7.3.2 剖面土壤碳储量的分布特征 |
| 7.3.3 土壤有机碳分布的影响因素 |
| 7.3.4 深层土壤水分消耗与有机碳储量的关系 |
| 7.4 讨论 |
| 7.5 小结 |
| 第八章 主要结论与研究展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）甘肃某戈壁区包气带土—水特征及核素迁移规律研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题依据与研究意义 |
| 1.2 国内外研究历史与现状 |
| 1.2.1 包气带水分运移 |
| 1.2.2 土-水特征曲线 |
| 1.2.3 包气带核素迁移研究现状 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 本文主要创新点 |
| 第二章 研究区水文地质条件概况 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 自然地理概况 |
| 2.2.1 地理位置 |
| 2.2.2 气象水文 |
| 2.3 地质背景 |
| 2.3.1 地形地貌 |
| 2.3.2 地层岩性 |
| 2.3.3 地质构造 |
| 2.3.4 构造稳定性 |
| 2.4 水文地质特征 |
| 2.4.1 地下水类型和水文地质单元划分 |
| 2.4.2 地下水补给、径流、排泄 |
| 2.4.3 地下水水力联系与水位变化 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 包气带土体成分特征及基本性质 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 取样位置介绍 |
| 3.3 研究区包气带土体的物质组成 |
| 3.3.1 粒度组成 |
| 3.3.2 化学成分 |
| 3.3.3 矿物成分 |
| 3.3.4 土体易溶盐和酸碱度 |
| 3.4 研究区包气带土体的基本物理性质 |
| 3.4.1 土体干密度 |
| 3.4.2 土体饱和含水率及孔隙率 |
| 3.5 研究区包气带土体的热物性 |
| 3.5.1 土体比热容 |
| 3.5.2 土体导热系数 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 包气带土-水特征试验及土-水特征曲线拟合 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 现场试验位置选定 |
| 4.3 包气带饱和垂向渗透系数试验 |
| 4.3.1 试验位置与过程 |
| 4.3.2 试验结果与分析 |
| 4.4 包气带水分运移试验 |
| 4.4.1 试验目标与原理 |
| 4.4.2 试验位置与过程 |
| 4.4.3 试验结果与分析 |
| 4.5 包气带土-水特征曲线拟合 |
| 4.5.1 基于现场包气带水分运移试验土-水特征曲线数据筛选 |
| 4.5.2 改进滤纸法对现场试验数据补充 |
| 4.5.3 土-水特征曲线拟合及参数求解 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 包气带内核素迁移模拟研究及厂区防护措施建议方案 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Hydrus软件及控制方程介绍 |
| 5.2.1 软件介绍 |
| 5.2.2 Hydrus-1D基本控制方程 |
| 5.3 泄漏源假定及核素迁移主要参数取值 |
| 5.3.1 中放废液储存库及事故假定 |
| 5.3.2 核素选取及迁移条件假设 |
| 5.3.3 水文地质模型及土-水特征参数 |
| 5.4 模型建立与边界条件 |
| 5.5 饱和垂向渗透系数校正与模型验证 |
| 5.6 包气带内核素迁移模拟结果 |
| 5.6.1 地下水污染时间 |
| 5.6.2 包气带内核素滞留 |
| 5.6.3 滞留核素迁移速度随深度变化 |
| 5.6.4 核素初始浓度与分配系数敏感性分析 |
| 5.7 研究区防护措施建议方案及数值模拟验证 |
| 5.7.1 国际核泄漏案例与厂区布设防护措施的必要性 |
| 5.7.2 国际常用厂区防护措施 |
| 5.7.3 研究区防护措施建议方案 |
| 5.7.4 拟定方案数值模拟验证 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（6）毛乌素沙地季节性冻土区包气带水汽热耦合运移机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 非冻融条件下包气带水汽热耦合运移研究 |
| 1.2.2 冻融过程对土壤水力参数影响 |
| 1.2.3 冻融条件下土壤水热传输研究 |
| 1.2.4 Hydrus-1D模型在水汽热耦合运移研究中的应用 |
| 1.2.5 存在问题 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 创新点 |
| 第二章 包气带水汽热耦合运移基本理论 |
| 2.1 非冻融条件下 |
| 2.1.1 水分运移方程 |
| 2.1.2 热传导方程 |
| 2.2 冻融条件下 |
| 2.2.1 水分运移方程 |
| 2.2.2 热传导方程 |
| 2.2.3 土壤冻结曲线 |
| 第三章 研究区概况与研究方法 |
| 3.1 研究区概况 |
| 3.1.1 地理位置 |
| 3.1.2 气候水文 |
| 3.1.3 地形地貌 |
| 3.2 研究方法 |
| 3.2.1 原位监测 |
| 3.2.2 室内外试验 |
| 3.2.3 数值模拟 |
| 第四章 非冻融期包气带水汽热耦合运移研究 |
| 4.1 非冻融期土壤水热变化规律 |
| 4.1.1 土壤含水量 |
| 4.1.2 土壤温度 |
| 4.2 模型建立及设置 |
| 4.2.1 模型建立 |
| 4.2.2 初始及边界条件 |
| 4.2.3 时间离散与空间剖分 |
| 4.2.4 土壤水热参数 |
| 4.2.5 模型评价指标 |
| 4.3 模型校准及验证 |
| 4.3.1 土壤含水量 |
| 4.3.2 土壤温度 |
| 4.4 典型时期土壤水热时空变化规律 |
| 4.4.1 土壤基质势 |
| 4.4.2 基质势梯度 |
| 4.4.3 土壤温度 |
| 4.4.4 温度梯度 |
| 4.5 不同模型模拟通量差异分析 |
| 4.6 非冻融期土壤水分通量日变化规律 |
| 4.6.1 等温液态水通量 |
| 4.6.2 非等温液态水通量 |
| 4.6.3 等温气态水通量 |
| 4.6.4 非等温气态水通量 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 冻融期包气带水汽热耦合运移研究 |
| 5.1 冻融期土壤水热变化规律 |
| 5.1.1 土壤含水量 |
| 5.1.2 土壤温度 |
| 5.1.3 冻融过程划分 |
| 5.1.4 水汽密度及通量 |
| 5.2 模型建立及设置 |
| 5.2.1 存在问题 |
| 5.2.2 模型建立及运行 |
| 5.2.3 模型求解过程 |
| 5.2.4 模型稳定性改进 |
| 5.2.5 模型设置 |
| 5.3 模拟结果分析 |
| 5.3.1 模型校准及验证 |
| 5.3.2 模型评价 |
| 5.4 模型适用性研究 |
| 5.4.1 锡林郭勒试验场 |
| 5.4.2 玛曲试验场 |
| 5.4.3 模拟结果差异分析 |
| 5.5 典型时期土壤水热时空变化规律 |
| 5.5.1 典型冻融时期选取 |
| 5.5.2 冻结时期 |
| 5.5.3 融化时期 |
| 5.6 冻融期土壤水分通量日变化规律 |
| 5.6.1 冻结时期 |
| 5.6.2 融化时期 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 季节性冻土区包气带水分循环机制研究 |
| 6.1 水分运移驱动力分析 |
| 6.1.1 干旱时期 |
| 6.1.2 湿润时期 |
| 6.1.3 冻结时期 |
| 6.1.4 融化时期 |
| 6.2 季节性水分迁移机制 |
| 6.2.1 非冻融期 |
| 6.2.2 冻融期 |
| 6.3 气态水的重要性 |
| 6.3.1 非等温气态水 |
| 6.3.2 等温气态水 |
| 6.3.3 水汽迁移的实际影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）黄土高原包气带典型水文特征与潜在地下水补给的时空演变研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景、目的与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 包气带土壤容重 |
| 1.2.2 包气带水文循环过程 |
| 1.2.3 潜在地下水补给通量评估方法 |
| 1.2.4 潜在地下水补给(水文气候)历史 |
| 1.3 存在问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.4.1 黄土高原典型包气带容重分布特征、影响因素及其模拟与预测 |
| 1.4.2 黄土高原典型包气带水文循环研究 |
| 1.4.3 黄土高原大气氯输入通量估算及其空间分布特征 |
| 1.4.4 黄土高原潜在地下水补给的时空演变分析 |
| 1.5 技术路线 |
| 第二章 研究区域概况与方法 |
| 2.1 研究区域概况 |
| 2.1.1 地理位置与海拔 |
| 2.1.2 气候与水文 |
| 2.1.3 黄土与地层 |
| 2.2 样本采集与测定内容 |
| 2.2.1 野外采样 |
| 2.2.2 土壤基本性质测定 |
| 2.2.3 水文理化信息测定 |
| 2.3 数据分析方法与技术 |
| 2.3.1 包气带水文示踪技术 |
| 2.3.2 时空序列数据分析方法 |
| 第三章 黄土高原典型包气带容重分布特征、影响因素及其模拟与预测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 试验设计与数据采集 |
| 3.2.2 数据分析方法 |
| 3.2.3 模型构建方法 |
| 3.2.4 模型性能评价 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 包气带容重空间分布特征 |
| 3.3.2 包气带容重影响因素识别与解析 |
| 3.3.3 包气带剖面容重分布特征的启示 |
| 3.3.4 包气带容重模型的构建 |
| 3.3.5 容重空间分布特征的变异机制 |
| 3.3.6 多尺度概念模型的优势与挑战 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 黄土高原典型包气带水文循环研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 试验设计与数据采集 |
| 4.2.2 数据分析方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 黄土包气带土壤水文过程—以长武塬区为例 |
| 4.3.2 黄土包气带水分运移机制 |
| 4.3.3 黄土高原典型包气带水文循环过程 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 黄土高原大气氯输入通量估算及其空间分布特征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 试验设计与数据采集 |
| 5.2.2 大气氯输入间接估算方法 |
| 5.2.3 数据分析方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 黄土高原大气氯沉降监测 |
| 5.3.2 基于包气带水文信息的大气氯输入估算 |
| 5.3.3 氯质量平衡法与氯累积年龄法反向估算大气氯输入的比较性分析 |
| 5.3.4 基于包气带水文信息间接估计大气氯输入的意义 |
| 5.3.5 黄土高原大气氯输入空间分布初探 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 黄土高原潜在地下水补给的时空演变分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 材料与方法 |
| 6.2.1 研究区采样点概况 |
| 6.2.2 样品采集与测定 |
| 6.2.3 氯示踪技术重建潜在地下水补给历史 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 包气带氯循环输入及输出信号 |
| 6.3.2 不同气候区潜在地下水补给历史的重建 |
| 6.3.3 不同气候区氯示踪技术重建潜在地下水补给记录的比较 |
| 6.3.4 半湿润区包气带能否重建长时间、高分辨率的水文气候历史? |
| 6.3.5 黄土高原潜在地下水补给的历史演变过程及其对气候变化的响应 |
| 6.3.6 黄土高原潜在地下水补给的空间分布特征及其主控因子 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论、创新与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）玛纳斯灌区灌溉条件下包气带水分运移规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 包气带水分运移研究 |
| 1.2.2 灌溉对包气带水分运移的影响 |
| 1.2.3 存在问题 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 研究方法和技术路线 |
| 第二章 研究区概况 |
| 2.1 地理位置 |
| 2.2 气象水文 |
| 2.3 地形地貌 |
| 2.4 水文地质概况 |
| 2.5 灌区用水现状 |
| 第三章 试验设计及理论方法 |
| 3.1 试验方案设计 |
| 3.1.1 试验目的 |
| 3.1.2 试验场介绍及方案设计 |
| 3.1.3 检测项目及数据获取 |
| 3.2 基础理论方法介绍 |
| 3.2.1 聚类分析法 |
| 3.2.2 数学模型法 |
| 3.2.3 土壤水力参数获取方法 |
| 第四章 包气带水分运移规律研究 |
| 4.1 不同土层土壤水分时间变化特征 |
| 4.1.1 土壤水分垂直变化分层 |
| 4.1.2 不同土层土壤水分时间变化特征 |
| 4.2 田间剖面总水头的时空分布特征 |
| 4.3 电导率对水分运移的指示意义 |
| 4.3.1 电导率的时空分布特征 |
| 4.3.2 灌溉方式对电导率的影响 |
| 4.4 土壤温度对水分运移的指示意义 |
| 4.4.1 土壤温度的时空分布特征 |
| 4.4.2 灌溉方式对土壤温度梯度的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 包气带水分运移的数值模拟及补给规律研究 |
| 5.1 包气带水分运移数值模拟 |
| 5.1.1 HYDRUS模型简介 |
| 5.1.2 模型建立与求解 |
| 5.1.3 模型在时空尺度的识别验证 |
| 5.1.4 模型的拟合效果评价 |
| 5.2 不同情境下包气带补给规律研究 |
| 5.2.1 棉田MM剖面在不同情景下的补给规律研究 |
| 5.2.2 棉田MS剖面在不同情景下的补给规律研究 |
| 5.2.3 根系对底部渗漏量的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与建议 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（9）淮北平原区农田土壤水分动态模拟实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的与意义 |
| 1.3 研究进展 |
| 1.3.1 土壤水分监测技术 |
| 1.3.2 土壤水分动态变化特征及驱动机制 |
| 1.3.3 土壤水分预测模型 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 第2章 研究区概况 |
| 2.1 五道沟水文实验站概况 |
| 2.1.1 地理位置 |
| 2.1.2 地形地貌 |
| 2.1.3 气候特征 |
| 2.2 土壤与植被 |
| 2.3 河流水系 |
| 2.4 社会经济发展 |
| 2.5 小结 |
| 第3章 土壤水分动态变化规律 |
| 3.1 水文气象要素数据采集及分析 |
| 3.2 土壤水分数据采集及分析 |
| 3.3 土壤水分消退系数计算 |
| 3.4 土壤水分消退规律 |
| 3.4.1 不同埋深土壤水分消退系数变化 |
| 3.4.2 降水前后土壤水分消退规律 |
| 3.5 不同潜水埋深裸地-非裸地土壤水分动态变化规律 |
| 3.5.1 裸地不同埋深土壤水分变化规律 |
| 3.5.2 非裸地不同埋深土壤水分变化规律 |
| 3.5.3 同一埋深裸地-非裸地土壤水分变化规律 |
| 3.6 不同作物生育期土壤水分动态变化规律 |
| 3.6.1 冬小麦生育期土壤水分变化规律 |
| 3.6.2 夏玉米生育期土壤水分变化规律 |
| 第4章 土壤水分驱动因子识别 |
| 4.1 土壤水分驱动因子 |
| 4.2 水文气象因子与土壤水分通径分析 |
| 4.2.1 通径分析基本原理 |
| 4.2.2 通径分析具体步骤 |
| 4.2.3 结果与分析 |
| 4.3 水分气象因子与土壤水分灰色关联分析 |
| 4.3.1 灰色关联分析基本原理 |
| 4.3.2 灰色关联分析具体步骤 |
| 4.3.3 结果与分析 |
| 4.4 两种统计方法的总结与讨论 |
| 第5章 土壤水分预测模型 |
| 5.1 BP神经网络预测模型 |
| 5.1.1 模型建立 |
| 5.1.2 作物生育期土壤水分BP神经网络预测模型 |
| 5.1.3 小结 |
| 5.2 GM(1,N)模型结构 |
| 5.2.1 模型建立 |
| 5.2.2 模型评价 |
| 5.2.3 作物生育期土壤水分灰色预测模型 |
| 5.2.4 小结 |
| 5.3 时间序列模型结构 |
| 5.3.1 模型建立 |
| 5.3.2 小麦生育期土壤水分时间序列预测模型 |
| 5.3.3 小结 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）安徽淮北平原土壤水分变化特征及其与地下水转化关系研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 土壤水分运动研究进展 |
| 1.2.2 土壤水与地下水转化关系研究进展 |
| 1.2.3 Hydrus-1D模型的应用现状 |
| 1.3 安徽淮北平原区土壤水与地下水研究进展 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 研究区概况与理化试验测定 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.1.1 自然地理 |
| 2.1.2 气象特征 |
| 2.1.3 水文地质 |
| 2.1.4 土壤与植被 |
| 2.2 土壤物理性质测定 |
| 2.2.1 土壤容重测定 |
| 2.2.2 土壤颗粒级配测定 |
| 2.2.3 土壤水分特征曲线测定 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 土壤水分基本理论 |
| 3.1 包气带土壤水的基本特征 |
| 3.1.1 土壤含水率 |
| 3.1.2 土壤水的形态 |
| 3.1.3 土壤水的能态 |
| 3.2 包气带土壤水运移基本方程 |
| 3.2.1 非饱和土壤水流达西定律 |
| 3.2.2 非饱和土壤水流连续方程 |
| 3.2.3 非饱和土壤水运动基本方程 |
| 3.3 Hydrus-1D土壤水分运动模型 |
| 3.3.1 Hydrus-1D模型简介 |
| 3.3.2 土壤水流模型 |
| 3.3.3 根系吸水模型 |
| 3.3.4 蒸散发模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 农田土壤水分变化特征 |
| 4.1 土壤水分随时间变化规律 |
| 4.1.1 土壤水分年内变化特征 |
| 4.1.2 土壤水分年际变化特征 |
| 4.2 不同作物生长季土壤水分变化特征 |
| 4.2.1 夏玉米生长季土壤水分变化特征 |
| 4.2.2 冬小麦生长季土壤水分变化特征 |
| 4.3 土壤水分的影响因素 |
| 4.3.1 降水对土壤水分垂直变化的影响 |
| 4.3.2 地下水位埋深变化对土壤水分的影响 |
| 4.3.3 作物对土壤水变化的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 土壤水与地下水转换关系研究 |
| 5.1 实验设计 |
| 5.1.1 蒸渗仪数据采集 |
| 5.1.2 叶面积测定 |
| 5.1.3 气象观测 |
| 5.2 模型建立 |
| 5.2.1 模型内容和时间信息 |
| 5.2.2 土壤水力特征参数的确定 |
| 5.2.3 根系吸水水分胁迫参数 |
| 5.2.4 作物生长参数 |
| 5.2.5 边界的设置 |
| 5.3 模型评价指标 |
| 5.4 模型验证 |
| 5.5 结果与分析 |
| 5.5.1 不同土层土壤含水率变化规律 |
| 5.5.2 土壤储水量的变化 |
| 5.5.3 不同土层水分通量变化规律 |
| 5.5.4 水量平衡分析 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间发表论文和参加科研项目 |
四、包气带土壤水分动态分析（论文参考文献）
- [1]石羊河流域民勤盆地表生生态与地下水关系研究[D]. 李琪. 华北水利水电大学, 2021
- [2]喀斯特高原峡谷典型小流域石漠化水文过程与碳氮流失机制[D]. 李渊. 贵州师范大学, 2021
- [3]大规模植被恢复条件下半干旱地区流域水循环演变机制研究 ——以北川河流域为例[D]. 朱亮. 中国地质科学院, 2021(01)
- [4]黄土塬区农田—果园镶嵌布局深剖面土壤水分时空分布及影响因素[D]. 王亚萍. 西北农林科技大学, 2021
- [5]甘肃某戈壁区包气带土—水特征及核素迁移规律研究[D]. 张雨. 吉林大学, 2021
- [6]毛乌素沙地季节性冻土区包气带水汽热耦合运移机制研究[D]. 郑策. 长安大学, 2021(02)
- [7]黄土高原包气带典型水文特征与潜在地下水补给的时空演变研究[D]. 陆彦玮. 西北农林科技大学, 2020
- [8]玛纳斯灌区灌溉条件下包气带水分运移规律研究[D]. 霍世璐. 长安大学, 2020(06)
- [9]淮北平原区农田土壤水分动态模拟实验研究[D]. 路璐. 河北工程大学, 2020(07)
- [10]安徽淮北平原土壤水分变化特征及其与地下水转化关系研究[D]. 张晓萌. 河北工程大学, 2019(02)