都兰盆地包气带水分运移规律研究

发布时间：2020-06-09 07:18

【摘要】：都兰盆地位于青海省中部,降水稀少,地下水位埋深较大,包气带厚度巨大,开展巨厚包气带中地下水运移规律研究,阐明土壤水分蒸发规律以及大面积农田灌溉对地下水的补给作用,对指导该地区地下水资源评价、生态环境建设及农业经济社会的发展具有十分重要的意义。本研究通过建立野外原位试验场地,观测并收集了2015-2017年三年的表层土壤水负压值、含水率、土壤温度数据,采集原状土样进行室内分析实验,测得土壤水分特征曲线,利用HYDRUS-1D软件建立三年观测期内的浅层包气带水分运移数值模型。利用模型对土壤水分均衡状况进行了分析。2015年97天观测期内土壤蒸发量共计139.77mm,包气带入渗量共计324.73mm,2016年87天观测期内土壤蒸发量共计137.04mm,包气带入渗量共计118.72mm,2017年121天观测期内土壤蒸发量共计248.27mm,包气带入渗量共计633.04mm。其中2015年和2017年浅层包气带均处于正均衡状态,而2016年浅层包气带处于负均衡状态。分析了包气带水分蒸发的影响因素。土壤温度梯度越大,降雨和灌溉入渗量越大,大气蒸发能力越强,则土壤的蒸发量越大。将气象蒸发量提高50%和100%时,土壤实际蒸发量提高了12.13%和22.18%,其中毛细管运行阶段的蒸发量增幅最为明显。不同包气带岩性所对应的土壤蒸发量大小依次为:粉砂质壤土壤质砂土含砾中砂砂卵砾石。同时推导出了土壤水分蒸发经验公式,土壤实际蒸发量与水面蒸发量之间的比例系数为0.543。分析了包气带水分入渗及补给规律。小规模的降雨只能对包气带的浅层土壤产生补给,只有连续且较大强度的降雨入渗补给和大面积的灌溉补给才能对深层包气带和地下水产生补给。结合灌溉试验和数值模型,得出包气带土壤剖面上不同深度的水分入渗系数变化趋势,降雨以及灌溉入渗的水分在补给深层潜水的过程中,在4.5m以上的细土层内损失较大,而在4.5m至70m的砂卵砾石层中以重力流的形式下渗,几乎没有损失,最终计算得出地下水垂向入渗补给系数为0.27。
【图文】：

第 2 章 研究区概况本章主要介绍研究区的自然地理概况、地质概况以及水文地质概况，着重明了包气带岩性结构特征，为后面的原位试验场选址建立基础。2.1 自然地理概况2.1.1 交通位置都兰县位于青海省海西蒙古族藏族自治州，北邻州府德令哈市，南连果洛族自治州玛多县和玉树藏族自治州曲麻莱县，西接著名旅游城市格尔木市，东乌兰县茶卡盐湖，县域东西长约 310km，南北宽约 180km，总面积 45270km2行政隶属青海省海西蒙古族藏族自治州管辖。全县有 8 个乡镇、107 个行政村总人口接近 10 万人，其中农牧业人口 5.6 万人，国道 109 从县境内穿过，交较为便利。

15图 2-2 研究区地质构造图2.3 水文地质概况2.3.1 包气带岩性结构特征都兰盆地第四系地层大多由察汗乌苏河及夏日哈河冲洪积形成，具有典型的冲洪积沉积特征。由于地下水位埋深较大，盆地包气带厚度巨大，同时还具有典型的二元结构特征，即上部的细土层和下部的砂卵砾石层。根据 1:5 万水文地质调查的初步认识，包气带下部砂层（或砂卵砾石层）厚度巨大，而上部细土层厚度普遍较小，大多在数米以内，且空间变异性极强。农田灌溉水入渗补给地下水的过程中，在细土层内运移速度较慢，规律复杂，，水量损失较大，一旦穿过细土
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P641.2

【参考文献】

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本文编号：2704348