巴丹吉林沙漠包气带水观测与模拟研究
发布时间：2023-11-03 18:54
巴丹吉林沙漠的地下水来源长期以来存在很大争议,其中两个焦点问题就是地下水补给量和地下水排泄量,都与包气带水分密切相关。因此,对巴丹吉林沙漠包气带水分观测和模拟研究对于查明该区域地下水来源和水资源环境保护都具有重要意义。本文以历史文献数据、野外原位观测数据、室内实验数据为基础,从不同角度对巴丹吉林沙漠的降水入渗补给和潜水蒸发开展模拟分析。收集了包气带不同深度水分观测资料和水力参数测试成果,采用前人提出的水分特征曲线参数的耦合随机模型,对巴丹吉林沙漠风积砂的变异特征进行了Monte Carlo模拟,并在此基础上重建土水势的垂向分布,发现稳定下渗带的水力梯度接近于1,基本满足重力作用控制的自由下渗条件。然后基于Richards方程对不同下渗强度条件的包气带含水率分布进行了Monte Carlo模拟,通过与观测统计特征对比得到下渗强度的合理取值范围。结果表明,包气带水下渗强度最有可能取值范围是15-34 mm/yr。对巴丹吉林沙漠包气带03 m深度包气带水分和温度的多年监测数据进行了分析,结果表明,浅表包气带温度和含水率的振幅随深度增加呈现明显减小趋势。对于埋藏超过3 m...
【文章页数】：105 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 研究现状
1.2.1 包气带水原位观测与室内试验方法
1.2.2 包气带水运动理论与数值模拟技术
1.2.3 潜水蒸发
1.2.4 巴丹吉林沙漠包气带水以往研究及存在的问题
1.2.5 存在的问题
1.3 研究内容、技术路线与创新点
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.3.3 创新点
第2章 研究区概况及观测方法
2.1 自然地理特征
2.2 区域水文地质条件
2.3 沙丘形态对包气带厚度的控制作用
2.4 原位观测试验方案
2.5 室内实验方案
第3章 观测试验结果与数据集成
3.1 苏木吉林监测站气象特征和包气带水动态特征
3.1.1 气象要素的变化特征
3.1.2 毛细水吸力的变化特征
3.1.3 含水率的变化特征
3.2 包气带特征参数
3.2.1 砂土基本参数
3.2.2 饱和渗透系数
3.2.3 土壤水分特征曲线
3.3 砂桶蒸发试验结果及其初步分析
3.4 数据集成
3.4.1 前人研究数据汇总
3.4.2 数据集的分类评价
3.5 小结讨论
第4章 稳定下渗带水分的Monte-Carlo模拟
4.1 稳定下渗带含水率的统计规律
4.2 特征参数随机性与Monte-Carlo模拟方法
4.2.1 特征参数的统计规律
4.2.2 Monte-Carlo模拟方法
4.2.3 含水率的随机模拟结果
4.3 下渗强度的Monte-Carlo模拟评估
4.3.1 土水势剖面特征
4.3.2 下渗强度的可能范围
4.3.3 敏感性分析
4.4 小结讨论
第5章 包气带水分动态随深度的变化
5.1 问题概述
5.2 数据处理
5.3 温度波动的时空变化趋势
5.4 浅部水分动态随深度的变化
5.4.1 含水率和毛细水吸力均值与振幅的变化特征
5.4.2 成因的初步解释
5.5 计算深部包气带的土壤水分动态
5.5.1 现有理论研究
5.5.2 模型设计
5.5.3 包气带水下渗通量的再评估
5.6 小结讨论
第6章 包气带潜水蒸发过程的模拟
6.1 潜水蒸发模型设计
6.1.1 概念模型和模拟工具
6.1.2 气候情景
6.1.3 砂土参数
6.1.4 地下水埋深和植被根系情景
6.2 模拟结果分析
6.2.1 潜水蒸发强度的季节性变化特征
6.2.2 多年平均潜水蒸发量与地下水埋深的关系
6.2.3 经验公式和极限埋深
6.3 成果应用
6.3.1 对砂桶蒸发试验的解释
6.3.2 湖泊集中区水分蒸发损失的再次评估
6.4 小结讨论
第7章 结论和建议
7.1 主要结论
7.2 建议
致谢
参考文献
作者简介
附录 :巴丹吉林沙漠包气带样本数据来源统计表
本文编号：3859703
【文章页数】：105 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 研究现状
1.2.1 包气带水原位观测与室内试验方法
1.2.2 包气带水运动理论与数值模拟技术
1.2.3 潜水蒸发
1.2.4 巴丹吉林沙漠包气带水以往研究及存在的问题
1.2.5 存在的问题
1.3 研究内容、技术路线与创新点
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.3.3 创新点
第2章 研究区概况及观测方法
2.1 自然地理特征
2.2 区域水文地质条件
2.3 沙丘形态对包气带厚度的控制作用
2.4 原位观测试验方案
2.5 室内实验方案
第3章 观测试验结果与数据集成
3.1 苏木吉林监测站气象特征和包气带水动态特征
3.1.1 气象要素的变化特征
3.1.2 毛细水吸力的变化特征
3.1.3 含水率的变化特征
3.2 包气带特征参数
3.2.1 砂土基本参数
3.2.2 饱和渗透系数
3.2.3 土壤水分特征曲线
3.3 砂桶蒸发试验结果及其初步分析
3.4 数据集成
3.4.1 前人研究数据汇总
3.4.2 数据集的分类评价
3.5 小结讨论
第4章 稳定下渗带水分的Monte-Carlo模拟
4.1 稳定下渗带含水率的统计规律
4.2 特征参数随机性与Monte-Carlo模拟方法
4.2.1 特征参数的统计规律
4.2.2 Monte-Carlo模拟方法
4.2.3 含水率的随机模拟结果
4.3 下渗强度的Monte-Carlo模拟评估
4.3.1 土水势剖面特征
4.3.2 下渗强度的可能范围
4.3.3 敏感性分析
4.4 小结讨论
第5章 包气带水分动态随深度的变化
5.1 问题概述
5.2 数据处理
5.3 温度波动的时空变化趋势
5.4 浅部水分动态随深度的变化
5.4.1 含水率和毛细水吸力均值与振幅的变化特征
5.4.2 成因的初步解释
5.5 计算深部包气带的土壤水分动态
5.5.1 现有理论研究
5.5.2 模型设计
5.5.3 包气带水下渗通量的再评估
5.6 小结讨论
第6章 包气带潜水蒸发过程的模拟
6.1 潜水蒸发模型设计
6.1.1 概念模型和模拟工具
6.1.2 气候情景
6.1.3 砂土参数
6.1.4 地下水埋深和植被根系情景
6.2 模拟结果分析
6.2.1 潜水蒸发强度的季节性变化特征
6.2.2 多年平均潜水蒸发量与地下水埋深的关系
6.2.3 经验公式和极限埋深
6.3 成果应用
6.3.1 对砂桶蒸发试验的解释
6.3.2 湖泊集中区水分蒸发损失的再次评估
6.4 小结讨论
第7章 结论和建议
7.1 主要结论
7.2 建议
致谢
参考文献
作者简介
附录 :巴丹吉林沙漠包气带样本数据来源统计表
本文编号：3859703
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/diqiudizhi/3859703.html