基于濱海平原區(qū)淺層地下水對(duì)土壤水汽熱耦合運(yùn)移規(guī)律的影響研究.pdf

1、在我國(guó)濱海平原地區(qū)，地下水埋深較淺且蒸發(fā)強(qiáng)烈。受地下水快速補(bǔ)給作用的影響，包氣帶中發(fā)生的各種物理、化學(xué)過(guò)程尤為復(fù)雜，淺部包氣帶中水汽運(yùn)移和熱量傳輸具有獨(dú)特性質(zhì)，這對(duì)該地區(qū)植被生態(tài)具有至關(guān)重要的作用。然而，在理論基礎(chǔ)、技術(shù)方法等方面，針對(duì)濱海地區(qū)的淺層地下水對(duì)包氣帶水汽熱耦合運(yùn)移的影響研究還存在許多問(wèn)題亟待解決。
　　本文以淺層地下水埋深下的土壤水汽及熱量為研究對(duì)象，通過(guò)實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，深入研究了不同地下水淺埋條件下

2、土壤水汽熱運(yùn)動(dòng)參數(shù)特征，探討了淺層地下水對(duì)土壤水熱運(yùn)移的影響規(guī)律。得到主要結(jié)論如下：
　　1.根據(jù)野外取樣測(cè)試及室內(nèi)實(shí)驗(yàn)監(jiān)測(cè)，對(duì)不同地下水位埋深下的土壤水汽熱運(yùn)移的驅(qū)動(dòng)力、地表蒸發(fā)速率以及土壤含水量變化進(jìn)行了詳細(xì)分析。結(jié)果表明：非等溫蒸發(fā)條件下，土壤溫度呈周期性波動(dòng)，且隨地下水埋深的增大有總體升高趨勢(shì)，地下水對(duì)土壤根系層溫度的調(diào)控作用可有效指導(dǎo)植被生長(zhǎng)；研究發(fā)現(xiàn)在土壤蒸發(fā)峰和毛細(xì)水上升面之間必然存在基質(zhì)勢(shì)恒定面，為蒸發(fā)與地下水補(bǔ)給

3、共同作用產(chǎn)生，其對(duì)驅(qū)動(dòng)土壤水汽熱運(yùn)移有重要影響；土壤累積蒸發(fā)量隨地下水埋深的減小而增大，蒸發(fā)速率的波幅則隨地下水埋深的增加而減?。蝗N地下水埋深將土壤層分為飽和帶、飽和-非飽和過(guò)渡帶以及完全非飽和帶三種類型，飽和帶表層汽態(tài)水與液態(tài)水轉(zhuǎn)化頻繁造成土壤含水量波動(dòng)紊亂，飽和-非飽和過(guò)渡帶的表層含水量呈顯著周期性波動(dòng)，非飽和帶土壤含水量變化不明顯。
　　2.采用HYDRUS-1D模型對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行模擬，結(jié)果表明：土壤剖面溫度總體擬合較好，

4、土壤含水量的模擬值與實(shí)測(cè)值較為一致，但淺層（10cm以淺）模擬效果不如深部（大于20cm深處）。這說(shuō)明淺層地下水埋深條件下的土壤水汽熱耦合運(yùn)移模擬可通過(guò)PDV模型較好的實(shí)現(xiàn)，且含水量越大擬合效果越好。
　　3.利用RETC軟件將VG模型與土壤實(shí)測(cè)含水量與基質(zhì)勢(shì)數(shù)據(jù)擬合，得到水力特征模型參數(shù)?；赑DV模型分析了土壤水熱特征參數(shù)，結(jié)論如下：土壤非飽和導(dǎo)水率呈24小時(shí)周期性波動(dòng)。液態(tài)導(dǎo)水率主要受基質(zhì)勢(shì)影響，汽態(tài)導(dǎo)水率則與溫度變化關(guān)系密

5、切，且均隨地下水埋深的增大而減小。土壤熱容量變化與土壤液態(tài)水運(yùn)移關(guān)系顯著。同一土壤深度的熱導(dǎo)率隨地下水埋深的增大而減小，分析認(rèn)為由于含水量增大促使土壤顆粒表面的水膜增多，利于熱傳導(dǎo)。
　　4.在土壤液態(tài)水的運(yùn)移中，基質(zhì)勢(shì)驅(qū)動(dòng)作用最明顯，土壤內(nèi)部等溫液態(tài)水通量一般超出熱液態(tài)水通量?jī)蓚€(gè)數(shù)量級(jí)。但在溫度梯度較大的濕土中，溫度通過(guò)改變土壤特性對(duì)液態(tài)水產(chǎn)生的影響需加以考慮。土壤汽態(tài)水運(yùn)移以溫度梯度驅(qū)動(dòng)為主，基質(zhì)勢(shì)作用相對(duì)很小。汽態(tài)水晝夜時(shí)空