基于CT扫描技术的矿区不同容重土壤水力特性的预测研究

发布时间：2021-08-04 02:06

　　矿区大规模的重型机械压实造成了严重的土壤退化,压实导致土壤内部孔隙排列重组,限制土壤水和养分的运移,容易造成水土流失、生态恶化等严重后果,对矿区的土地复垦工作带来很大难度。探讨水力特性在不同容重下的变化特征,对矿区复垦土壤恢复和保持土壤水文平衡具有重要意义。目前,矿区压实土壤的水力特性研究总体上不够深入,缺乏理论基础。本研究中,土壤样品采自中国平朔矿区安太堡露天煤矿排土场,在实验室制备了不同容重(1.3、1.4、1.5、1.6、1.7和1.8 g·cm^-3)。部分样品在实验室采用离心法和压力水头法分别测定土壤水分特征曲线与饱和导水率;另一部分样品通过CT扫描和土壤结构三维重建,得到了不同容重状态下的土壤大孔隙结构特征,并结合物理经验Arya-Paris模型、分形模型分别预测土壤水分特征曲线与土壤饱和导水率,探讨模型预测的可行性。据此分析矿区压实作用对土壤水力特性的影响,对比分析模型预测值和实验室的测量值。研究发现,CT扫描土壤样品通过三维重建的土壤孔隙可以直观地观察土壤大孔隙的内部结构特征,压实作用导致土壤大孔隙数量和大孔隙度减小,降低了大孔隙间的连通性,说明土壤... 

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线图

采样点位置图

谢?屎?客ǔ４τ?.0-9.0g/kg之间，速效钾、速效磷含量一般分别在50-90mg/kg和0.3-0.6g/kg之间，全氮含量则为5.0-8.09mg/kg，由于该地区多年来的开采、压占、剥离、损毁等活动造成土壤结构变差，对水蚀和风蚀的抵抗力减弱，地处黄土高原干旱区，植被稀疏，缺少良好的植被覆盖，致使该地区的贫瘠土壤多年来遭受土壤侵蚀，养分流失严重，矿区土壤条件进一步恶化。采矿区的地形多种多样，地貌环境复杂恶劣，属于黄土丘陵地貌，以山地、丘陵为主，平原较少，东北方向地势较高，西南方向较低，地形起伏较大，排土场地形地貌图见图2-2。研究区是典型的温带半干旱大陆性季风气候，冬春多风少雨，气候干旱，夏秋温凉少风、降水较为集中。区内年平均降雨量为428.2mm-449.0mm，降水集中分布在秋季7到9月份，约占全年总降水量4分之3。全年蒸发量为1786.6mm-2598.0mm，约为年平均降水量的4倍，最大蒸发量为夏季的5到7月份。研究区多年来遭受干旱、冰雹、霜冻和风等灾害性天气，可造成农作物减产死亡。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3320776