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1.
降水入渗补给过程中优先流的确定 总被引：1，自引：0，他引：1
优先流是降水、灌溉水等入渗补给地下水的主要形式之一, 流速快, 流动路径复杂, 难以定量描述.针对优先流难以定量描述的问题, 以郑州地中渗透仪观测资料为基础, 探讨了新乡亚砂土等试筒降水入渗过程及其中的优先流补给量比例.根据土壤的水力性质、气候等资料建立不存在优先流的数值模拟模型来刻画降水入渗补给过程, 通过模拟获得的地下水入渗补给量与实测地下水入渗补给量的历时曲线, 将大于模拟值的实测值视为优先流的量及确定其在总补给量中所占的比例.结果表明, 优先流占总补给量的比例在10%~80%之间; 随着土壤粘性增加, 优先流所占比例呈增加趋势; 随地下水位埋深的增大, 优先流所占比例呈逐渐下降趋势. 相似文献
2.
研究了多孔介质中非均匀流动描述方法和流动模式信息特性。依据流道宽度分布信息,对4组染色示踪试验的垂直剖面流动区域进行水平分层,将流道统计信息作为变量,对水平层进行系统聚类分析。结果表明,染色比例和染色区域内流动通道宽度分布是流动聚类分区的主要影响因素。聚类数目为3和8情况下,能够最为有效地表征非均匀流动模式。以垂直方向流动为主,且流动通道连续的情况下,流动分区主要包括全局性均匀流、局部均匀流、均匀流向非均匀流过渡区,以及优先流区。水平方向流动特性较为显著的情况下,则存在多个均匀流向非均匀流动的过渡区。 相似文献
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4.
基于室内土柱穿透实验的优先流定量评价 总被引：4，自引：0，他引：4
土壤优先流对包气带水流和污染物运移的影响已引起广泛关注,但大多数研究还停留在定性描述上,缺乏对优先流定量评价的标准。基于室内土柱实验获取的穿透曲线,分析了饱和条件下土壤溶质优先运移的一般规律,采用解析法模拟软件CX-TFIT拟合了溶质优先运移的参数,同时结合时间矩方法计算了定量评价优先流的指标PFSP。研究结果表明:时间矩方法中的一阶标准矩μ′1、二阶中间矩μ2以及偏态系数S可以定量刻画穿透曲线的特征,从而指示优先流的程度;PFSP能很好地刻画优先流作用的大小。该研究对优先流的定量评价具有重要指导意义。 相似文献
5.
为实现土的非饱和优先流迁移可视化,设计立柱装置进行非饱和渗流试验,采用透明土与数字图像处理技术,建立归一化像素强度与透明土饱和度的关系,在此基础上,通过室内模型试验,研究优先流路径连通性与相邻优先流路径旋转角对非饱和土优先流迁移的影响。试验结果表明：基于图像灰度像素强度表征非饱和透明土饱和度方法是可行的;全连通优先流（O-O型）与上连通优先流（O-C型）剖面呈现T型,中心轴剖面饱和度与边缘差异明显,下连通优先流路径（C-O型）中土体油压与基质势不足以使流体进入优先流路径形成优先流,入渗趋势与均匀流一致,O-C型优先流的稳定入渗率和湿润锋推移速度分别为C-O型的1.5倍和1.4倍;相邻O-C型优先流之间区域形成新的优先流,土体达到较高饱和度,增长速率随旋转角的增加而减小,优先流转角为90?、60?、30?时稳定入渗速率分别为均匀流的1.5、1.3、1.2倍;流体受重力影响,转角小的优先流仅沿路径一侧水平渗透,但湿润锋推移速度分别为均匀流的1.3、1.4、1.5倍,相邻优先流相互作用减弱,难以形成新的优先流。 相似文献
6.
崇陵流域土石山区坡面优先流发育路径研究 总被引：1，自引：0，他引：1
大孔隙优先流对山坡产汇流过程有重要影响。为摸清太行山土石山坡不同坡位点(坡顶、坡中上、坡中、坡中下、坡脚)的大孔隙优先流发育路径规律,以崇陵流域的典型山坡为研究对象,采用亮蓝染色剂开展了野外双环入渗染色剂示踪试验,并从水平方向与垂直方向对比分析大孔隙优先流发育路径。结果表明:(1)从坡顶到坡脚,垂直方向优先流发育减弱,水平方向优先流增强。(2)坡中以下,大孔隙优先流水平发育明显;而坡中以上,垂直方向优先流发育明显,水平方向大孔隙优先流鲜有发育。(3)崇陵流域土山区坡面表层深度20 cm以上很少出现水平方向的优先流侧向补给,为垂直向下的活塞式下渗方式。20 cm以下开始出现水平方向的大孔隙优先流,30～70 cm为优先流发育显著区。以上结论可以为基于优先流的山坡产汇流模拟提供参考。 相似文献
7.
生活垃圾具有大孔隙特性,垃圾中水分运动常表现出优先流特征。针对垃圾组成复杂、难以切片的特点,设计了一种能方便地得到垃圾染色剖面的试验方法。使用填埋场不同深度处的垃圾样进行染色示踪试验,对染色后的垃圾柱分别进行水平切片和竖向切片。基于数字图像处理技术,研究了垃圾中优先流特征。垃圾中大孔隙多、基质少,染色模式与土中不同,基质部分的染色比例较高。试验所得的染色面积比和染色深度能反映出垃圾中优先流的明显程度,染色面积比与参与优先流的大孔隙比例有关,染色面积比越大,优先流越明显,而染色深度与基质流比例有关,上部垃圾中基质流比例越低,入渗深度越深。不同入渗强度的试验结果表明,入渗强度越大时垃圾中优先流程度越高;不同初始含水率的试验结果表明,初始含水率高的垃圾试样中优先流更明显;不同埋深垃圾试样的试验结果表明,浅层垃圾中更易产生优先流。竖向切片与水平向切片所得规律完全一致,试验方法在实现垃圾染色示踪和切片研究的同时,未改变垃圾中优先流原有规律,准确揭示了垃圾中优先流特征。 相似文献
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《岩土力学》2021,(5)
生活垃圾具有大孔隙特性,垃圾中水分运动常表现出优先流特征。针对垃圾组成复杂、难以切片的特点,设计了一种能方便地得到垃圾染色剖面的试验方法,使用填埋场不同深度处的垃圾样进行染色示踪试验,对染色后的垃圾柱分别进行水平切片和竖向切片,基于数字图像处理技术,研究了垃圾中优先流特征。垃圾中大孔隙多、基质少,染色模式与土中不同,基质部分的染色比例较高。试验所得的染色面积比和染色深度能反映出垃圾中优先流的明显程度,染色面积比与参与优先流的大孔隙比例有关,染色面积比越大,优先流越明显,而染色深度与基质流比例有关,上部垃圾中基质流比例越低,入渗深度越深。不同入渗强度的试验结果表明,入渗强度越大时垃圾中优先流程度越高;不同初始含水率的试验结果表明,初始含水率高的垃圾试样中优先流更明显;不同埋深垃圾试样的试验结果表明,浅层垃圾中更易产生优先流。竖向切片与水平向切片所得规律完全一致,本文方法在实现垃圾染色示踪和切片研究的同时,未改变垃圾中优先流原有规律,准确揭示了垃圾中优先流特征。 相似文献
9.
《岩土力学》2020,(5)
生活垃圾具有大孔隙特性,垃圾中水分运动常表现出优先流特征。针对垃圾组成复杂、难以切片的特点,设计了一种能方便地得到垃圾染色剖面的试验方法,使用填埋场不同深度处的垃圾样进行染色示踪试验,对染色后的垃圾柱分别进行水平切片和竖向切片,基于数字图像处理技术,研究了垃圾中优先流特征。垃圾中大孔隙多、基质少,染色模式与土中不同,基质部分的染色比例较高。试验所得的染色面积比和染色深度能反映出垃圾中优先流的明显程度,染色面积比与参与优先流的大孔隙比例有关,染色面积比越大,优先流越明显,而染色深度与基质流比例有关,上部垃圾中基质流比例越低,入渗深度越深。不同入渗强度的试验结果表明,入渗强度越大时垃圾中优先流程度越高;不同初始含水率的试验结果表明,初始含水率高的垃圾试样中优先流更明显;不同埋深垃圾试样的试验结果表明,浅层垃圾中更易产生优先流。竖向切片与水平向切片所得规律完全一致,本文方法在实现垃圾染色示踪和切片研究的同时,未改变垃圾中优先流原有规律,准确揭示了垃圾中优先流特征。 相似文献
10.
长江三峡花岗岩林地坡面降雨渗流与水土流失关系研究 总被引：3，自引：1，他引：2
在大量的野外观测试验的基础上,根据土壤水分的形态和能态,对长江三峡花岗岩林地坡面降雨渗流机制进行了分析研究,研究发现在试验区当降雨强度大于表层土壤入渗率,即地表产生积水的情况下,长江三峡花岗岩林地坡面优先流在土壤含水量未达到最大毛管持水量时开始产流,早于土壤渗流产流的时间;在降雨强度小于表层土壤入渗率,即地表不产生积水的情况下,土壤渗流产流早于优先流产流;从壤中流产流过程来看,在地表不产生积水的条件下,土壤渗流先于优先流产生;在地表产生积水而土壤水分含量未达到最大毛管持水量的条件下,优先流先于土壤渗流产生。在两种情况下,优先流的峰值都先于土壤渗流。 相似文献
11.
A three-dimensional, three-phase numerical model is presented for simulating the movement of immiscible fluids, including
nonaqueous-phase liquids (NAPLs), through porous media. The model is designed to simulate soil flume experiments and for practical
application to a wide variety of contamination scenarios involving light or dense NAPLs in heterogeneous subsurface systems.
The model is derived for the three-phase flow of water, NAPL, and air in porous media. The basic governing equations are based
upon the mass conservation of the constitutents within the phases. The descretization chosen to transform the governing equations
into the approximating equations, although logically regular, is very general. The approximating equations are a set of simultaneous
coupled nonlinear equations which are solved by the Newton-Raphson method. The linear system solutions needed for the Newton-Raphson
method are obtained using a matrix of preconditioner/accelerator iterative methods.
Because of the special way the governing equations are implemented, the model is capable of simulating many of the phenomena
considered necessary for the sucessful simulation of field problems including entry pressure phenomena, entrapment, and preferential
flow paths. The model is verified by comparing it with several exact analytic test solutions and three soil flume experiments
involving the introduction and movement of light nonaqueous-phase liquid (LNAPL) or dense nonaqueous-phase liquid (DNAPL)
in heterogeneous sand containing a watertable.
This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date. 相似文献
12.
土壤中优势流的几个基本问题研究 总被引：4，自引：0，他引：4
优势流是指土壤在整个入流边界上接受补给,但只通过少部分土体的快速运移,优势流是一种普遍存在的现象,而不是一种特例,它受许多因素的控制,如土壤中的大空隙,土壤结构,土壤质地,土壤水分含量,土壤初始水分含量,水和溶质的施加速率及溶质的施加方法等,优势流的产生机理主要有两种,一种是由土壤介质的非均质所驱动的优势流;另一种是湿润锋的不稳定性所驱动的优势流,目前优势流的监测方法主要取土壤原状土,实验室内的土 相似文献
13.
Study of evaporation and recharge in desert soil using environmental tracers, New Mexico, USA 总被引：4，自引：0，他引：4
The purpose of this study is to investigate the rates and mechanisms of recharge and evaporation in soils of a desert environment
using two environmental tracers (chloride and oxygen-18). The profiles of chloride concentration and oxygen-18 enrichment
in soil-water, together with the depth distribution of water content in soil, reveal information about long-term recharge
and instantaneous evaporation processes without needing to know the physical properties of the soil. Three holes were hand-augured,
in different desert settings in southeastern New Mexico. The chloride concentration profiles were used, with the chloride
mass balance method, to estimate long-term recharge rates in these three holes as 0.5, 0.8, and 2.4 mm yr–1. Analysis using a bimodal flow and transport model shows that possibly 85% of the recharge occurs via movement of water through
preferred pathways in the root zone. Preferential flow was evident in all three sampling sites. Clay layers have a noticeable
effect on the development of water content distribution and thus on oxygen-18 enrichment and chloride concentration profiles.
The spatial variation in clay layering partly explains the variation in recharge rate estimates.
Received: 13 October 1995 · Accepted: 15 November 1995 相似文献
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厚层黄土中包气带水的运动方式一直存在争议。一种认为是活塞流,另一种认为是优势流,也有人认为两者并存。本文通过现场观测和两个模型试验,揭示活塞流是包气带中水分的特有的运移方式;基于非饱和土的土水特征,进一步证明优势流仅存在于饱和土中。自然界的黄土多处于非饱和状态,因此活塞流是黄土包气带中水的主要运移方式,而优势流是暂态和局部的,仅出现在降雨时期的浅层饱和区,或者低洼的汇水区。黄土中的垂直节理、卸荷裂隙、动物洞穴和植物根孔等优势通道是地表汇流的排水通道,而不是地下水的补给通道。 相似文献
15.
16.
Modeling preferential water flow and solute transport in unsaturated soil using the active region model 总被引：3，自引：1，他引：2
Preferential flow and solute transport are common processes in the unsaturated soil, in which distributions of soil water
content and solute concentrations are often characterized as fractal patterns. An active region model (ARM) was recently proposed
to describe the preferential flow and transport patterns. In this study, ARM governing equations were derived to model the
preferential soil water flow and solute transport processes. To evaluate the ARM equations, dye infiltration experiments were
conducted, in which distributions of soil water content and Cl− concentration were measured. Predicted results using the ARM and the mobile–immobile region model (MIM) were compared with
the measured distributions of soil water content and Cl− concentration. Although both the ARM and the MIM are two-region models, they are fundamentally different in terms of treatments
of the flow region. The models were evaluated based on the modeling efficiency (ME). The MIM provided relatively poor prediction
results of the preferential flow and transport with negative ME values or positive ME values less than 0.4. On the contrary,
predicted distributions of soil water content and Cl− concentration using the ARM agreed reasonably well with the experimental data, with ME values higher than 0.8. The results
indicated that the ARM successfully captured the macroscopic behavior of preferential flow and solute transport in the unsaturated
soil. 相似文献
17.
在防止土壤侵蚀和雨后抑制蒸发的条件下,利用室内模拟降雨试验,研究了上方来水对坡面降雨入渗、湿润锋运移以及土壤水分再分布的影响。结果表明:对于初始含水量很低的土壤,与上方无来水相比,上方来水时降雨入渗过程中入渗率有一个上升的阶段,但平均入渗率反而降低;在降雨入渗初期,由于上方来水的沿程入渗,上方来水对坡面湿润锋运移的影响较大,但随后几乎没有影响,湿润锋的运移主要与基质势梯度有关;土壤水分沿坡面呈"波浪形"分布是坡面径流的波动性、上方来水(径流)的沿程入渗以及侧向沿坡向下流等综合作用的结果。 相似文献
18.
海底滑坡海啸的颗粒流耦合模型 总被引：1，自引：0，他引：1
海底滑坡的运动可能引发海啸,破坏离岸设施,威胁海岸带安全。国内外关于海底滑坡引发海啸的研究方兴未艾。采用Mih颗粒流模型控制具弱黏聚力的砂土滑坡运动,利用两相流模型计算岩土体-水体相互作用及RNG湍流模型控制水体运动,构建了基于颗粒流模型的海底滑坡海啸全耦合数值分析方法。通过简单水槽水下滑坡案例进行了海底滑坡海啸全过程研究。数值分析再现了变形滑体的不均一运动、密度分异流动、水滑机制和以波谷为典型特征的涌浪波等典型海底滑坡及海啸现象,这表明数值模型具有有效性。许多海域（包括中国南海北部）都存在弱黏聚力和无黏聚力的水下滑坡,该数值方法值得推广和进一步研究完善。 相似文献