基于原位双环、试坑浸水试验和数值模拟反演的Q3黄土饱和渗透系数对比研究     

蒋小虎  黄跃廷  胡海军  陈铄  陈锐  王崇华  汪慧  康顺祥 《岩土力学》2022,43(11):2941-2951

为准确获取原状Q3黄土的竖向和水平饱和渗透系数,进行了原位、室内试验测试以及数值模拟反演,并应用大型试坑浸水试验检验了所获饱和渗透系数的可靠性。进行了不同内径尺寸的原位双环入渗试验,获取了竖向饱和渗透系数,并应用室内试验测试了竖向和水平饱和渗透系数以及持水曲线;应用COMSOL软件对双环入渗试验进行数值模拟,检验了所测饱和渗透系数的可靠性,利用正交试验获得了最优的竖向和水平饱和渗透系数取值,并利用反演结果对试坑进行数值模拟,将其水分入渗情况与实测值对比。研究结果表明：在现场进行双环入渗试验时选取较大内径的双环获得的竖向饱和渗透系数更为合理。针对双环入渗试验,数值模拟反演所得最优饱和渗透系数在竖向上接近于原位试验所得竖向饱和渗透系数、水平向上接近室内所测水平向饱和渗透系数,竖向饱和渗透系数比水平向饱和渗透系数更加显著地影响水分入渗过程。通过对大型试坑水分入渗情况的验证,检验了反演所得最优饱和渗透系数的可靠性。  相似文献   

采煤塌陷裂缝对沙蒿吸水来源影响试验研究     

尚京萱  陈实  刘骞文  郭旭锋  郭俊廷  李敏 《煤田地质与勘探》2022,50(12):96-104

采煤塌陷引起的地裂缝不仅造成地质灾害,还会影响矿区植被的生长发育,破坏矿区生态系统。为深入探讨采煤塌陷裂缝对沙蒿吸水来源的定量影响,在神东矿区活鸡兔井田22312工作面选取了受采煤塌陷裂缝影响程度不同的3个试验区进行同位素标记水模拟降水试验。3个试验区根据沙蒿与裂缝的距离不同划分,其采煤塌陷情况分别为未开采区(试验样地内沙蒿距离裂缝大于50 m)、受采煤塌陷影响但无明显裂缝区(简称无明显裂缝区,试验样地内沙蒿距离裂缝大于5 m)以及裂缝区(试验样地内分布有宽度15 cm左右的裂缝通过,且距离沙蒿0~20 cm)。本次试验选择6株沙蒿作为研究对象,划分6个土壤剖面,采用液态水同位素分析仪LGR和Isoprime 100同位素比值质谱仪IRMS分别计算不同土层土壤水和植物样本木质部水的δ18O和δ2H同位素含量,并利用R脚本的MixSIAR贝叶斯混合模型量化降水后不同土层对沙蒿吸水的贡献,探讨土壤水分补给机制和植物水分来源。结果表明:(1) 裂缝区的优先流比例为18.2%;(2) 在未开采区,沙蒿吸收的59.7%的水分来自10~20 cm的土层;(3) 在无裂缝区,沙蒿主要从40~60 cm土层(46.6%)和0~10 cm土层(39.4%)吸水;(4) 在裂缝区,沙蒿吸收的85.9%的水分主要来自40~60 cm的土层。研究结果对揭示采煤塌陷裂缝区土壤水补给机制以及沙蒿吸水模式具有重要意义。   相似文献   

黄河流域夏季有效降水转化率          下载免费PDF全文

李进  李栋梁  张杰 《水科学进展》2012,23(3):346-354

利用NCEP/NCAR再分析资料及中国实测雨量资料,分析发现黄河流域夏季整层降水转化率普遍较低,因考虑到整层中应有某一气压层具有最有利的水汽输送、抬升凝结和垂直运动条件,由此将该气压层定义为有效降水转化率层(简称有效层),降水与有效层可降水量之比称为有效降水转化率。通过分析黄河流域夏季各分区垂直速度与水汽等因子,确定上、中、下游夏季有效层分别为地面~500hPa、600~400hPa、850~600hPa。对比分析表明:夏季各区平均水汽收支与降水转化率,各自在整层和有效层上的逐年演变趋势均一致,峰谷相对应,且49年间降水转化率在有效层上的数值均大于整层的。夏季有效降水转化率在青藏高原上空及中游东部最高,高原东北侧最低,旱、涝年与多年平均状况下的分布形式虽然一致,但涝年的数值明显大于旱年。  相似文献   

膨胀土收缩开裂特性研究     

唐朝生  施斌  刘春 《工程地质学报》2012,20(5):663-673

在干燥环境中,由于蒸发失水,膨胀土发生收缩,表面容易产生纵横交错的裂隙网络(龟裂)。龟裂的产生会极大弱化土体的工程性质,并导致各种工程问题。随着极端干旱气候的频发,膨胀土龟裂问题将会越来越多,越来越显著。开展龟裂研究对揭示龟裂现象的本质规律和指导膨胀土地区的工程实践有重要意义。龟裂的形成和发展是一个动态的过程,与土中水分的蒸发速率、应力状态、收缩特性等直接相关:龟裂形成时水分蒸发处于常速率阶段; 吸力和抗拉强度是制约龟裂形成的两个关键力学参数,当土体中的吸力引起的张拉应力超过土体的抗拉强度时,龟裂便会产生; 龟裂是孔隙发生收缩的直观表现。总体上,力的作用和收缩空间是土体龟裂形成的两个必要条件。此外,膨胀土龟裂具有非常复杂的发生发展过程,受土质学、土力学、土结构、试验条件和方法等许多因素的影响。龟裂定量分析是龟裂研究的重要内容之一,能为龟裂机理研究及相关理论模型的建立提供必要参数。计算机图形处理技术具有效率高、操作性强、精度高等优点,为龟裂定量分析提供了强有力的工具。目前关于土体龟裂研究还存在许多不足之处,在今后的工作中,应该重视龟裂形成和发展过程的动态特征,围绕与土体龟裂相关的水-土作用关系、力学机制、收缩变形机制、大尺度现场试验和三维观测分析技术等方面开展更多的针对性研究,综合考虑龟裂形成过程中的土质学、土力学和土结构因素,结合宏观现象与微观分析,建立土体龟裂的理论体系。  相似文献   

毛乌素沙地植被水分利用效率的时空格局     

王姣月  秦树高  张宇清 《中国沙漠》2020,40(5):120-129

水分利用效率（WUE）是衡量生态系统碳水循环耦合程度的重要指标，明晰其动态变化规律有助于判断区域植被生态建设是否与当地的自然条件相适应。利用基于CASA（Carnegie-Ames-Stanford Approach）模型得到的植被净初级生产力（NPP）数据和MODIS系列产品中的蒸散发（ET）数据，估算了2001—2016年毛乌素沙地植被的WUE，并探讨了其时空演变特征及与气象因子的关系。结果显示：（1）WUE的多年平均值为0.62 gC·mm^-1·m^-2，空间上自东向西递减，在不同植被类型间表现为栽培植物>灌丛>草甸>草原>荒漠；（2）WUE以0.009 gC·mm^-1·m^-2·a^-1的速率上升，东部地区变化尤为显著，NPP的快速增长是WUE呈增加趋势的主要原因；（3）WUE与各气象因子的相关程度由大至小依次为太阳辐射、降水量、风速和气温，分布在西部地区的荒漠植被WUE受气象因子影响最小。经过一系列生态建设工程的治理，毛乌素沙地大部分地区自2001年以来NPP和WUE均呈增加趋势，即生态系统在变“绿”的同时还实现了水分的高效利用，有利于当地生态环境的健康发展；但在水热条件较差的中西部地区，新建设的植被生长缓慢且导致蒸散发产生强烈变化，使WUE呈减少趋势，暴露出植被建设规模与水资源承载能力不匹配的问题，需引起格外重视。  相似文献   

The Effect of Temperature on Growth and Energy Budget of the Polychaete,Neanthes japonica Izuka     

LIU Yong ）  ）    XIAN Weiwei ）  ） Key Laboratory of Marine Ecology  Environmental Sciences  Institute of Oceanology  Chinese Academy of Sciences  Qingdao  P. R. China ） College of Fisheries  Ocean University of China  Qingdao  P. R. China 《中国海洋大学学报(英文版)》2009,8(2)

Growth and energy budget of the polychaete, Neanthesjaponica, at various temperatures (17, 20, 23, 26 and 29 ℃) were investigated in this study. The growth, as indicated by final dry weight and specific growth rate (SGR), increased with increasing temperature, with the maximum level at 26℃, and then decreased significantly at 29℃. A similar trend was observed in feeding rate, food conversion efficiency (FCE) and apparent digestive rate (ADR). However, no significant differences were detected in ADR among all the temperature treatments. In the pattern of energy allocation, faeces energy was only a small component of energy budget and had little influence on the proportion of food energy allocated to growth. The metabolic energy accounted for a large portion of energy intake for each temperature treatment. The nitrogen excretion was appreciable with changing temperature. The two expendi-ture terms (respiration energy and excretion energy) in energy budget were the major factors influencing the proportion of food en-ergy allocated to growth. These results revealed that temperature affected the growth of N. japonica mainly by influencing feeding rate and FCE. In addition, regression equations describing the relationship between feeding rate, faecal production, SGR, FCE and temperature were obtained. The optimum temperatures for feeding rate, FCE and SGR were estimated at 25.01 ℃, 24.24℃ and 24.73 ℃, respectively, from the regression equations.  相似文献   

日粮水平对周期性变温模式下刺参生长和能量收支的影响   总被引：2，自引：2，他引：0  

安振华  董云伟  董双林 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2008,38(5)

变温对不同水生生物生长的影响有所不同,对部分种类具有明显的促进作用,而由于种类或温度设置等差异,研究结果各有差异.刺参(Apostichopus japonicus)在生长和生理水平上对一定程度上的符合自然水域温度波动曲线的周期性变温具有积极响应,作者研究在2个变温平均温度(均温15,18 ℃),5个日粮水平(饥饿;0.3%初始体重;0.6%初始体重;0.9%初始体重;1.4%初始体重)下刺参幼参的生长、摄食和能量收支.结果表明,在饱食条件下,刺参在变温条件下生长率高于相应的恒温对照,(15±3) ℃下差异达到显著水平.在各日粮条件下,(15±3) ℃下刺参的生长率均高于(18±3) ℃下对应日粮组.随日粮水平的升高,食物吸收率(FI)和食物转化率(FCE)显著升高.食物转化率变温组均大于恒温处理组,且在均温15 ℃下变温组显著高于恒温组(P<0.05).在能量分配模式中呼吸能占比例最大,且随变温均温升高而显著增加,是造成不同温度下刺参生长率变化的主要因素之一.在(15±3) ℃和(18±3) ℃下,刺参以能量表示的维持日粮值分别为0.39%和0.51%,与相关资料报道的恒温状态下维持日粮相比,一定程度上的变温并不会提高刺参的维持代谢.  相似文献   

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)继饥饿后恢复生长期间生化组成及能量收支的动态变化   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

于赫男  林小涛  许忠能  周小壮 《海洋与湖沼》2008,39(2):124-130

采用氧弹式热量计和常规的动物生化成分分析方法,测定凡纳滨对虾在恢复生长过程中生化组成和能量分配模式的动态变化。结果表明,饥饿状态下,虾体干重、脂肪含量和能值下降,水分和灰分含量升高,但蛋白质含量没有明显改变。恢复投喂后,能量特定生长率显著提高,而虾体各生化组成在不同时间内均恢复到对照组水平。饥饿使对虾恢复生长过程特别是其前期的能量分配模式发生极显著变化。对虾的摄食能分配于生长的比例增大,而损失于代谢消耗的比例则相应减少;摄食能的增加和消化吸收率提高则仅发生在恢复生长的初期。可以认为,凡纳滨对虾继饥饿后的补偿生长效应主要出现在恢复生长的前期,并随时间延长逐步减弱,其生理机制最主要是得益于代谢耗能比例的减少。  相似文献   

大尺度土地利用变化对东亚地表能量、水分循环及气候影响的敏感性试验   总被引：2，自引：1，他引：1       下载免费PDF全文

李婧华  陈海山  华文剑 《大气科学学报》2013,36(2):184-191

利用NCAR大气环流模式CAM4.0,针对潜在植被和当代植被的分布情形进行了两组25 a的积分试验,探讨了土地利用变化对东亚地区地表能量平衡、水分循环和气候的可能影响.结果表明:以森林退化、农田迅速增加为主的当代土地利用变化,显著改变地表属性,使得东亚地区不同季节的地表反照率均明显增加,并显著改变东亚地区的冬、春季节的地表能量和水分循环.此外,当代大尺度土地利用变化对东亚地区大气环流也有一定影响,可引起东亚冬季风环流显著加强和东亚夏季较弱的偏南风异常.当代土地利用变化未能引起东亚地区近地面气温的显著变化,但可引起东亚北(南)部地区春季降水的显著增加(减小).  相似文献   

冀中南太行山东麓苹果需水特征和水分适宜性分析     

贾桂梅  杨丽娜  李春强  安冬  王蓉蓉  高霞 《气象与环境科学》2020,43(2):109-114

研究冀中南太行山东麓苹果生长的需水特征和水分适宜性,分析苹果年度生长期内适宜补灌期,为苹果生产充分利用水资源和科学灌溉提供理论依据。运用河北省内丘富岗苹果和素有"太行山第一驿站"之称的顺平苹果物候观测资料及气象资料,利用FAO推荐的彭曼公式和参考作物系数法,进行苹果需水量计算,分析需水特征和水分适宜性。结果表明,冀中南太行山东麓苹果年度生长期需水量呈阶段性线性下降,幼果期-着色期需水量占全生长期需水量80%,萌芽-开花期和成熟落叶期需水量分别占10%。顺平和内丘全生长期多年平均水分适宜度均在0.7以上,中部(顺平)水分适宜度优于南部的(内丘),且2011年以来水分适宜度显著优于1981-2010年的;果实膨大期、着色期、成熟-落叶期水分适宜性较好,萌芽期、开花期、幼果期水分适宜度均小于0.5,降水不能满足果树此阶段需水要求,尤其是幼果期,水分适宜度最差。因此,苹果适宜补灌期为春季3月下旬-5月下旬。  相似文献