压砂地土壤特性及水分变异规律研究

【摘要】在我国西北干旱半干旱地区,土壤水分蒸发是主要的水分损失,当地农民以砂石为材料对裸地加以覆盖以减小土壤水分的蒸发,这种砂石覆盖的土地称为压砂地,是一种免耕的保护性耕作模式。压砂地能有效地改善土壤环境、减小地表产流、抑制土壤水分蒸发、增加雨水入渗、增温保温、抗御风蚀、防止土壤次生盐渍化等。通过对压砂地砂石及土壤颗粒组成、土壤容重、饱和含水量、渗透性、含水量的测定及分析,掌握压砂地土壤特性及水分变异规律,为压砂地农业生产提供理论依据和支撑,对压砂地水分调控、降水资源有效涵养和利用、促进旱区农业生产具有重要意义。本文的主要内容有：第1章,阐述了本课题研究的背景、目的和意义；分析了压砂地土壤特性及水分变异规律的国内外研究现状；概述了研究的目标、拟解决的关键性问题；概括了本论文的主要研究内容。第2章,对甘肃省景泰县的气象、水文及水资源的情况进行了调查,对土壤类型及植被分布状况开展了细致地分析,对实验区的降水和地温进行观测,为开展本课题研究提供详实的资料,并制定了本课题实验的取样方法。第3章,通过绘制砂石颗粒组成分布图及土壤颗粒组成分布图,得出老砂地砂石和土壤的颗粒组成分布均最分散,其次是中砂地,而新砂地砂石和土壤的颗粒组成分布均最为集中；老砂地土壤平均粒径最大,新砂地最小；老砂地、中砂地、新砂地、裸地土壤容重、饱和含水量的变异性均属于弱变异；压砂有增大起始渗透率的作用,提高降水的利用率,压砂并不改变土壤的稳定渗透率,只能增强其起始渗透率。第4章,介绍了压砂地土壤含水量测定的方法及内容,通过计算老砂地、中砂地、新砂地、裸地在土层Ⅰ、土层Ⅱ、土层Ⅲ、土层Ⅳ的土壤含水量,分析了其在水平方向与竖直方向的变异性；对比老砂地、中砂地、新砂地同一土层的平均含水量,分析了压砂地土壤含水量的相对变异性。第5章,土壤水分蒸发是压砂地土壤的重要水分损失,而风速与土壤水分蒸发呈线性关系,本文基于CFD方法对砂石粒径为2mm-12mm、风速为5m/s和13m/s的砂石覆盖近地表风场进行三维稳态模拟,并进行了现场观测。结果表明,距地面同一高度下,砂石覆盖对近地表风速的削弱度随粒径增大而增大,当粒径超过10mm后削弱度基本不变；削弱度增幅随粒径增大而减小；同一粒径下,削弱度随距地面高度的增大而减小；对比5m/s和13m/s两种风速条件,削弱度对风速的变化不敏感。通过现场观测结果来看,模拟所得削弱度较实测所得削弱度精度达89%以上
【作者】宋建树；
【导师】赵廷红；赵文举；张永明；
【作者基本信息】兰州理工大学，水利工程，2014，硕士
【关键词】压砂地；土壤特性；土壤水分；变异规律；

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