基于双环渗水试验对任丘地区包气带垂直渗透系数的研究

包气带的渗透性决定着水分在地表、土壤和地下之间的运输速度,是进行水资源评价的关键参数。为验证双环渗水法的效果,更好地研究包气带的渗透性。考虑不同的地貌单元和岩性的影响因素,开展3组双环法渗水试验进行分析研究。结果显示,双环渗水试验结果与现实贴近,并且其具备操作简单、价格低廉以及精度较高的特点。所得成果可为后续工作区研究水均衡、水库、坑地表水渗入量等基础数据提供参考。     

湖区地层垂向渗透系数概率分布特征分析

为了确定某湖区湖水与地下水的交换水量,根据湖底地层渗透系数的野外现场测定值,用适线法和蒙特卡罗法对研究区地层垂向渗透系数的概率分布进行拟合,在此基础上,分析了渗透系数试验测定值的可靠性.结果表明:与正态分布和均匀分布相比较,湖底地层垂向渗透系数概率分布较接近对数正态分布;渗透系数超过测定均值的概率在30%以上.     

渭河漫滩饱和带垂向渗透系数研究

采用竖管法现场测定渭河漫滩饱和带渗透系数,为测定漫滩沉积物渗透系数提供一种更为简便的方法。分析渗透系数各排内的变化以及各排之间的差别。应用Matlab软件检验实验数据的统计分布规律,应用地质统计原理计算渗透系数的变异函数并分析其空间变异性。分析得出各排的渗透系数属于对数正态分布。结果表明:①78个采样点测定垂向渗透系数平均值为11.35m/d,沿河岸线方向渗透系数相近,与河岸线垂直方向渗透系数差异较大;②渭河漫滩饱和带垂向渗透系数具有较强的空间变异性。     

河床垂向渗透系数空间变异性的三维分析

河床垂向渗透系数的空间变异性对流域内河水与地下水转化机理研究具有重要意义。采用渗水仪法和竖管法共测定了玉龙喀什河河床垂向渗透系数25组,研究了河床深度方向、垂直于河流方向和河流沿程方向的河床垂向渗透系数空间变化特征,并分析了产生变异的影响因素,总结了河床垂向渗透系数变异性的维度效应,结果表明:玉龙喀什河河床垂向渗透系数的变异性受泥沙淤积作用、风积作用、河流沉积作用等诸多因素的影响,在不同维度下,河床沉积物变异性的主导因素不同,不能以单一因素判别河床沉积物渗透系数的变异性。     

包气带土壤水分滞留特征研究

在水资源开发利用与水环境保护方面，包气带土壤水分滞留曲线非常重要。本文在Van经验公式基础上，建立了吸湿与脱湿曲线，将最小二乘法与非线性单纯形法相结合，确定了4个待求参数的获取方法；并探索了滞留曲线在数值模拟中的使用。用现场试验资料检验了求包气带土壤水分特征参数方法的有效性，同时对4种土质的脱湿与吸湿试验进行了模拟计算。结果表明：本文采用的求水分滞留曲线的方法快捷、方便，对试验数据的模拟较好。     

华北平原山前至滨海区垂向渗透系数空间变异性

以华北平原山前至滨海区为研究区, 选择 8 个钻孔, 利用渗透系数反演公式和改进的 Archie 公式对渗透系数进行计算, 同时充分考虑研究区垂向渗透系数影响因素, 基于随机森林算法和时间序列算法对垂向渗透系数的空间 变异性进行研究。研究结果表明: 渗透系数在垂向上的影响因素主要为沉积环境、地层压力、随机误差三大类, ; 在剔除沉积环境和随机误差的影响后, 渗透系数随深度的增加而不断减小, 山前至滨海区渗透系数对地层压力的敏感性呈逐渐递减的趋势。研究结果可为华北平原农业灌溉、污染物迁移、垃圾填埋场选址及深层地下水资源开发等提供科学依据。     

垂向异重流式分离鳃适用泥沙的试验研究

采用经过筛分、级配不良的非黏性沙和未经筛分的非黏性沙在“垂向异重流式分离鳃”和普通容器中进行沉降对比试验。将沙与蒸馏水混合而成含沙浓度约为60 kg/m3的浑水,分别注入“垂向异重流式分离鳃”和普通容器中。研究不同粒径的沙在两种装置中的沉降过程,观察并记录沙在不同装置中沉降所用时间以及淤积状况。通过研究认识到,“垂向异重流式分离鳃”对非黏性沙进行水沙分离时,与普通容器相比并没有明显的优势,反而因为制作工艺复杂而有某些劣势。因此对“垂向异重流式分离鳃”的研究重点应针对黏性泥沙。     

巴音河下游河床渗透系数空间变异性研究

河床垂向渗透系数是研究河流与地下水转化关系和转化强度的重要水文地质参数。选取柴达木盆地巴音河为研究对象,采用水头下降竖管试验法测定了巴音河下游细土平原带38组河床垂向渗透系数,利用传统统计学方法检验分析了其分布规律和空间变异性。结果表明,河床沉积物垂向渗透系数(Kv)在1. 77～15. 56 m/d之间变化,总体呈现正态分布,且沿流程逐渐变小。河中心沉积物的Kv值明显大于河两岸,但其变异系数小于两岸。沉积物的颗粒大小与分布是导致河床沉积物垂向渗透系数变异的关键因素,河流形态与交互带水文过程对河床沉积物Kv的影响也不容忽视。     

长江口南支非均匀沙垂向分层的数学模型

本文在实测资料分析的基础上提出：河口地区瞬时含沙量的变化主要取决于泥沙沿垂线方向的扩散和沉落。对非恒定垂向二维泥沙扩散模型进行了简化，主要考虑其沿垂线方向的运动。     

季节性冻土区包气带土壤水分运移规律的研究

季节性冻土区由于冻融变化的存在，使气带土壤水分运移复杂化。为了研究季节性冻土区包气带土壤水分运移规律及正确确定潜水补给量及蒸发量，在黑龙江省肇 县建立了地下水试验站。该站位于松嫩平原低平原区，包气带为厚７．９ｍ的共土状亚粘土层，结构均一，无理解隙大孔隙发育，下部为细砂潜水含水怪。潜水含水层地下水以重向交替为主，水平长流滞缓。且无人工开采。该站通过气象、包气带土壤水分含量及土水势能的观测来研究包气带     

岩石节理非饱和渗流特性研究

根据岩石节理非饱和渗流试验所测定的节理排泄和吸湿过程，探讨了节理非饱和渗流机理，提出了基于节理概率分布的毛细压力与饱和度的解析模型以及节理非饱和水力传导度的理论表达式. 研究表明，单节理非饱和渗流特性与二维非均质多孔介质具有一定的相似性，本文提出的有关模型可作为确定岩石节理非饱和渗流参数的基本方法。     

竖缝位置对竖缝式鱼道水力特性的影响

为了分析竖缝位置对竖缝式鱼道池室内水力特性的影响,采用RNG k-ε湍流模型和速度-压力耦合SIMPLE算法对不同工况的鱼道进行了数值模拟。模拟结果表明:竖缝位置对主流的形态、主流流速的衰减及竖缝处流速分布影响不大;竖缝位置改变了主流区在池室内的位置,进而影响回流区的分布、大小和流场,竖缝位置距池室侧壁为池室宽度的25%~35%时,池室内水流流态较合理,能够显著提高过鱼效率。     

A new analytical model to predict the hydraulic conductivity of unsaturated soils

A new analytical model is presented for the prediction of hydraulic conductivity. The new model is based on the Brutsaert characteristic curve () and the Mualem integral relation. It is presented by a series expansion of the effective saturation () power and given in a simple algebraic relation. For checking the new model, twelve soils were selected from the available literature and a comparison was made between the new model, the experimental curve and the van Genuchten model as well. The suggested model is very close to the van Genuchten model in all cases except one and it exhibits hysteresis, due to the different values of the parameter b of Brutsaert equation for the wetting and drainage curves. Also a second model is presented, based on the Burdine integral relation.     

污染场地渗透系数非均质性表征研究

介绍了分区赋值、克里格和序贯高斯随机模拟3种表征渗透系数非均质性方法的原理,对比了不同方法对结果的影响。以某污染场地为例,综合考虑地层、数据采集方法和非均质性表征方法设计了5种方案,研究不同方案对地下水溶质运移模型的影响,探讨了不同表征方法的优缺点及差异性。研究结果表明:序贯高斯模拟法所得的空间分布结果,能反映出存在于局部区域边缘的渗透系数的突变,克服了另外两种方法的局限性。分层序贯高斯随机模拟法能够体现出较为连续的渗透带的分布范围及场地内部渗透性发生变化的位置,较其他几个方案的结果准确性较高。应用分层赋值法能够最大程度地表征污染羽的范围;应用分层随机模拟法能够较为全面地描述出污染羽分布的浓度变化差异。在进行污染场地溶质迁移模拟时,应综合考虑地层岩性、数据采集方法和非均质性的表征方法来描述渗透系数的空间分布。     

农田土壤表层饱和导水率的条件模拟

本文简单地介绍了地统计模拟中的序贯高斯方法, 以农田土壤表层饱和导水率Ks为例, 对其分别进行了条件模拟和克立格插值, 并将条件模拟、克立格插值结果与实测数据进行了对比分析. 结果表明克立格插值具有明显的"平滑"效应, 改变了Ks数据的空间结构; 而条件模拟具有与实测数据相同的空间自相关结构, 并且对未知点的模拟值具有不确定性. 因此, 条件模拟对于研究那些具有空间不确定性且会对环境带来不良影响的风险性变量, 更具有实际意义.     

细土平原区包气带水分运移及与潜水转化关系的研究

以试验模拟剖面在不同潜水埋深条件下的负压观测资料为依据 ,用土壤水能量的观点 ,探讨了天山北麓细土平原区包气带水分的运移规律及其与潜水的转化关系。试验研究成果对农业生态环境、水盐运移、三水转化及区域水循环等均有重要意义。同时 ,对其它内陆干旱平原区包气带的研究也具有一定意义和参考价值     

土壤导水参数的温度效应及其数学模式

本文对非饱和土壤导水参数包括土壤水分特征曲线ｈ（θ），土壤水分扩散率Ｄ（θ）及土壤非饱和导水率Ｋ（θ）的温度效应进行了定量研究，在此基础表面张力－－粘滞流理论（ＳＴＶＦ），Ｇ（θ）因子函数及Ｐｈｉｌｉｐ理论对其温度效应的机理进行了分析，对用理论模式计算结果与实浊数据进行了比较。     

温度对简化蒸发法测定土壤水分特征曲线和导水率曲线的影响

根据Schindler(1980)提出的简化蒸发法,在微型土柱的两个高度安装张力计测定土壤吸力,并采用称重法得到土壤含水率,通过公式再计算土壤水分特征曲线和导水率曲线。结果表明:温度的差异影响土壤水分特征曲线和导水率曲线。在砂土、砂壤土-1和砂壤土-2的水分特征曲线上,当吸力小于10 kPa时,同一吸力时25℃曲线的含水率均小于16℃曲线的含水率;当吸力大于10 kPa时,砂土和砂壤土-2在同一吸力时25℃曲线的含水率均大于16℃曲线的含水率,而砂壤土-1无此变化。在砂土、砂壤土-1和砂壤土-2的导水率曲线上,砂土在10kPa以下时25℃导水率值低于16℃导水率值,其他情况下,在同一吸力时,三种土样的25℃导水率值均高于16℃导水率值。     

水库裂隙岩体渗透系数张量的确定

通过裂隙在空间展布状况的测量,用统计学方法初步确定裂隙岩体的渗透系数张量,获得渗透系数张量的主值及主方向。考虑到裂隙测量的误差,根据野外压水试验得到的单位吸水量,利用巴布什金公式计算岩体的各向同性渗透系数,对其进行修正,从而得到研究区裂隙岩体的修正渗透系数张量。并运用上述方法对蒲石河抽水蓄能电站上水库坝址区裂隙岩体的渗透系数张量进行了计算。结果表明,该方法能较好地反映裂隙岩体渗透性的各向异性特征,可为岩体渗透性分区及防渗帷幕的优化提供科学依据。