SWCC测定时吸力计算公式与最佳离心时间的探讨

采用离心机法测定了南京市栖霞区东阳镇0～20cm,20～40cm,40～60cm 3层土壤的水分特征曲线(SWCC),分析了密度变化对吸力的影响、质量含水量与时间的关系、土壤吸力与质量含水量的关系;根据分析结果改进了传统的吸力求解公式,得出了离心机法测定粉砂壤土水分特征曲线时的最佳离心时间.改进公式克服了传统公式计算吸力时没有考虑土壤压缩的弊端,计算得到的土壤体积含水量可以随土壤干密度的变化而变化,土壤水分特征曲线更能合理地反映土壤水分的保持和运动规律.     

潜水矿化度对毛细水上升高度的制约特征研究

为了探究不同土壤类型矿化度对毛细水上升高度的制约特征,文章选取不同粒径砂性土与砂质壤土开展不同矿化度影响下的土壤毛细水室内柱试验研究,定量刻画了粒径与矿化度对毛细水上升高度的差异,建立了对数函数拟合模型。试验结果表明,矿化度通过改变土壤水的重力势、基质势来制约毛细水的上升高度。矿化度为0.8、15.0、50.0g/L时,72 h中砂最大毛细水上升高度h_max分别为32.5、31.3、30.2 cm,细砂h_max分别为50.4、48.6、48.7 cm,粉砂h_max分别为72.3、76.4、76.0 cm,砂质壤土h_max分别为59.0、60.2、58.6 cm;粉砂和砂质壤土的毛细水上升速率变化波动较大,全试验周期内毛细水上升高度h与时间t可用三参数对数函数刻画。该研究结果揭示了矿化度对毛细水上升高度的制约特征,深化了毛细水上升高度的机理研究,可为土壤盐渍化治理、确定地下水生态水位提供技术支撑。     

CaO2缓释氧材料去除地下水氨氮的效能研究

为解决因农田及地表水氨氮污染造成的地下水氨氮质量浓度超标问题,文章通过构建室内柱试验,探究缓释氧材料的性能及其在去除地下水氨氮污染中的适用性。结果表明：将CaO₂、水泥、沙、膨润土、KH₂PO₄按质量比为3.0∶3.8∶1.8∶3.0∶1.2制成小球直径为4.0 cm的缓释氧材料,其释氧性能最优,出水溶解氧质量浓度能够持续保持高于8.5 mg/L,pH值稳定在8.50左右;在修复氨氮污染的试验中,集中装填缓释氧材料的修复效果明显优于分散装填,集中装填试验柱在第8天出水氨氮质量浓度满足地下水Ⅲ类水水质标准,去除率达94.1%,且试验周期内未出现亚硝酸盐累积超标问题,表明了该系统修复地下水氨氮污染的可行性与有效性。     

基于灵敏度分析的地下水数值模拟精度适应性评价

为了更好地刻画数值模型模拟精度对参数初值的依赖性,同时避免由于比较水位高低而存在的非标准化问题,分别将Nash-Sutcliffe效率系数Ens及平均相对误差Emr作为精度评价指标进行数值模型模拟精度的适应性评价.借助于灵敏度分析的Morris方法,对地下水模型参数中的渗透系数K和给水度μ进行了适应性评价和时间序列的灵敏度分析.结果表明:不同精度评价指标所得模型的优化参数不同,存在一定的差异;不同参数初值对于灵敏度分析影响明显;数值模型运行开始参数灵敏度较小,随着计算水位降深值的增大,其灵敏度值呈增加趋势.     

沙漠边缘绿洲灌区对地下水开采的约束作用

沙漠地区生态系统非常脆弱,地下水的开采应以不破坏现有的生态平衡为前提。文章以塔克拉玛干沙漠南缘桑株河流域为例,在数值模型的基础上,根据作物、植被正常生长与地下水水位埋深的关系,通过定义极限水位附加降深,探讨了绿洲灌区对地下水开采的约束作用。结果表明,若水源地运行仅以地下水可开采量为约束条件,运行20a后将引起乔达灌区与木吉灌区的水位附加降深值分别达7.5、5.6m,远大于极限水位附加降深值3.0m,从而致使作物减产、植被枯死。因此,应以现有绿洲灌区的正常生长为约束条件,制定相应的地下水开发利用方案。     

矿坑涌水可利用量研究

为缓解矿区供排水矛盾,合理利用矿区水资源,文章以安徽省淮北平原某煤矿为研究对象,建立了与矿床开发利用方案相适应的地下水流数值模拟模型;利用经过识别后的数值模型,对矿坑涌水量进行了预测,得到预测期内正常矿坑涌水量将由7 100m3/d逐渐衰减至5 106m3/d;在此基础上,考虑到不确定性因素的影响,依据渗透系数的空间随机分布特征,探讨了矿坑涌水量预测结果的不确定性。结果表明:当保证率为90%时,预测初期可利用的水量为3 924m3/d,20a后逐渐递减为2 672m3/d。所得结果为制定矿区水资源综合利用方案提供了可参考的依据。