土壤入滲測量方法 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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雷廷武 等 著

圖書標籤:

• 土壤物理
• 入滲測量
• 水文地質
• 土壤水分
• 農業工程
• 環境科學
• 水土保持
• 野外調查
• 實驗方法
• 土壤學

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030520081

版次：01

商品編碼：12169544

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-03-01

頁數：196

正文語種：中文

內容簡介

主要內容環式入滲儀測量效果分析及存在問題研究；地錶産流積水和産流排水測量方法；點源和綫源測量係統計算原理；自動測量係統、操作使用方法介紹；測量係統的野外應用。材料主要來源已發錶的學術論文和鑒定材料。
提齣瞭土壤入滲性能與地錶綫源徑流的濕潤麵積推進過程之間的關係，建立瞭産流積水法和産流排水法計算模型；提齣瞭點源和綫源入流測量方法的計算模型與數值解法；其學術價值在於為入滲相關研究提供基礎工具。傳統的土壤入滲率測量工具存在供水不足、不適用於坡地、野外操作睏難等問題；而本文提齣的新的土壤入滲性能測量方法能夠剋服傳統測量方法的缺點，具有省水、操作簡便、能夠獲取較高初始土壤入滲率、測量結果準確等優點，適用於室內及野外土壤入滲性能的測量，具有廣闊的應用價值。

目錄

前言

第1章 緒論
1.1 土壤入滲性能研究的重要性
1.2 土壤入滲理論研究進展
1.2.1 土壤水入滲定義
1.2.2 入滲過程的三個階段
1.2.3 土壤入滲率影響因素
1.2.4 入滲率隨時間逐步降低的原因
1.2.5 土壤入滲的模型錶達
1.3 土壤入滲測量方法研究進展
1.3.1 雙環入滲儀法
1.3.2 人工模擬降雨法
1.3.3 圓盤入滲儀法
1.3.4 産流-入流-積水測量方法
1.3.5 降雨徑流-入流-産流測量方法
1.3.6 綫源入流測量方法
1.4 土壤入滲測量新方法研究意義

第2章 環式入滲儀測量效果研究
2.1 環式入滲儀測量效果分析
2.2 優先流對初始入滲過程影響的試驗驗證
2.2.1 試驗裝置與方法
2.2.2 試驗材料與方法
2.2.3 試驗結果分析
2.3 數值計算對初始入滲影響的理論分析
2.4 數值計算對初始入滲影響的試驗驗證
2.4.1 試驗材料與方法
2.4.2 試驗結果與討論
2.4.3 結論

第3章 優先流對測量結果影響試驗方法
3.1 可視化試驗裝置與測量方法
3.1.1 試驗方法
3.1.2 數據采集
3.2 土壤剖麵濕潤土體幾何分析
3.2.1 入滲水分在環內土壤中的運動過程
3.2.2 土壤入滲率計算

第4章 産流積水測量方法
4.1 測量原理與計算模型
4.1.1 産流積水法試驗原理
4.1.2 産流積水法試驗模型
4.2 試驗材料與方法
4.2.1 試驗材料
4.2.2 試驗方案
4.3 試驗結果與模型誤差分析
4.3.1 試驗結果
4.3.2 模型誤差分析
4.4 入滲率與纍積入滲量動態變化過程
4.4.1 不同坡位入滲率變化過程
4.4.2 不同坡位纍積入滲量變化過程

第5章 産流排水測量方法
5.1 測量原理與計算模型
5.1.1 産流排水法測量原理
5.1.2 産流排水法試驗模型
5.2 試驗材料與方法
5.2.1 産滲流入滲儀設計及參數測定
5.2.2 試驗材料
5.2.3 試驗方案
5.3 試驗結果與模型誤差分析
5.3.1 試驗結果
5.3.2 誤差分析
5.4 入滲性能的模型錶達與比較
5.4.1 産流積水方法
5.4.2 産流排水方法
5.5 降雨強度和初始含水率對土壤入滲性能的影響
5.5.1 降雨強度對土壤入滲性能的影響
5.5.2 初始含水量對土壤入滲性能的影響
5.6 不同植被土壤入滲性能比較
5.6.1 研究地區與研究方法
5.6.2 結果與分析
5.7 耕作對土壤入滲性能的影響
5.7.1 研究區域概況
5.7.2 入滲産流模型及試驗方法
5.7.3 結果與分析
5.8 半乾旱典型草原區退耕地土壤結構特徵對入滲的影響
5.8.1 材料和方法
5.8.2 結果與分析

第6章 點源和綫源入流測量方法
6.1 模型原理與數值方法
6.2 試驗材料與方法
6.3 試驗結果與誤差分析
6.3.1 入滲性能數值計算結果
6.3.2 入滲性能測量結果的模型錶達
6.3.3 誤差分析

第7章 點源和綫源入流測量方法的近似解析模型
7.1 理論背景
7.2 近似解析模型推導
7.2.1 解析模型I
7.2.2 解析模型Ⅱ
7.2.3 纍積入滲量計算模型
7.3 模型驗證

第8章 平均近似計算模型
8.1 近似模型方法
8.2 試驗數據驗證
8.3 計算結果閤理性分析與結論

第9章 耕層-犁底層土壤入滲連續測量方法
9.1 設備與材料
9.2 測量原理
9.2.1 耕作層地錶入滲階段
9.2.2 耕層入滲過渡階段
9.2.3 犁底層土壤入滲階段
9.3 測量步驟
9.4 結果與討論
9.4.1 耕層土壤測量結果討論
9.4.2 耕層與犁底層連續測量結果
9.5 誤差分析

第10章 點源和綫源自動測量係統
10.1 自動測量係統構成
10.1.1 係統組成原理
10.1.2 係統部件清單
10.2 操作使用方法
10.2.1 軟件安裝
10.2.2 相機驅動程序安裝
10.2.3 試驗操作步驟
10.3 數據計算與存儲
10.4 自動測量係統檢驗流量對入滲的影響
10.4.1 材料與方法
10.4.2 試驗結果與分析
10.4.3 誤差分析

第11章 綫源入流測量方法的應用
11.1 不同土地利用和季節交替對入滲性能影響
11.1.1 研究區域概況
11.1.2 測量方法
11.1.3 不同土地利用土壤入滲性能比較
11.1.4 季節交替不同土地利用土壤入滲性能比較
11.2 不同坡嚮及坡位土壤入滲性能研究
11.2.1 不同坡嚮土壤入滲性能研究
11.2.2 不同坡位土壤入滲性能比較
11.2.3 結論
11.3 水質對鹽堿土入滲性能的影響
11.3.1 試驗材料和方法
11.3.2 不同灌溉水質對土壤入滲率的影響
11.3.3 不同灌溉水質對土壤濕潤鋒的影響
11.3.4 不同灌溉水質對土壤纍積入滲量的影響
11.4 流量和容重對入滲的影響
11.4.1 試驗材料與方法
11.4.2 供水流量對入滲率的影響
11.4.3 土壤容重對入滲率的影響
11.4.4 土壤容重對纍積入滲量的影響
11.5 礦區排土場人工草地土壤水分及入滲特徵效應
11.5.1 材料與方法
11.5.2 結果與分析
11.5.3 討論
參考文獻

土壤學前沿：地下水動力學與滲透性研究 內容簡介 本書聚焦於土壤介質中水流運動的復雜性與關鍵性，旨在為水文地質學傢、土壤科學傢、環境工程師以及從事水資源管理和汙染控製的專業人員提供一套係統而深入的理論框架與前沿實驗技術。本書並不側重於傳統的入滲速率測量，而是將視野擴展至地下水補給機製、土壤孔隙結構對水力傳導率的調控，以及汙染物在土壤-地下水係統中的遷移轉化規律。 全書共分為六個主要部分，力求在理論深度和實踐應用之間取得平衡。 第一部分：土壤水力學基礎與多相流理論 本部分深入探討瞭土壤中水的物理性質及其在不同壓力梯度下的行為。首先，詳細迴顧瞭達西定律的適用範圍與局限性，並引入瞭修正後的滲透率模型，以適應非飽和帶的復雜環境。 1.1 土壤孔隙結構與比錶麵積： 討論瞭土壤顆粒的分布、形狀、粘土礦物學對毛管力和滯留水的顯著影響。利用先進的X射綫斷層掃描（CT）技術和孔隙網絡模型（Pore Network Modeling），定量分析瞭土壤孔隙的連通性、麯摺度以及喉道尺寸分布，這些參數直接決定瞭介質的宏觀滲透性能。 1.2 非飽和水力學方程的精進： 詳述瞭 Richards 方程在描述土壤水勢梯度驅動下的二維和三維水流的數學基礎。重點分析瞭當前數值模擬中，如何準確錶徵和耦閤土壤含水量（$ heta$）、基質吸力（$psi$）和飽和導水率函數 $K( heta)$ 的復雜非綫性關係，特彆是針對有機質含量高或結構疏鬆的土壤類型。 1.3 擴散與對流的耦閤： 闡述瞭在低速水流條件下，溶質在土壤水中的遷移不僅僅是簡單的對流過程，而是對流、分子擴散和機械彌散（Hydrodynamic Dispersion）共同作用的結果。引入瞭彌散度概念，並探討瞭彌散係數（$D$）如何隨流速和土壤結構而變化。 第二部分：地下水補給機製與區域水均衡 本部分將研究尺度提升至流域層麵，探討土壤水分如何轉化為區域地下水資源，並關注氣候變化對水循環的影響。 2.1 土壤水嚮地下水轉化過程分析： 重點研究瞭“快速路徑”與“慢速路徑”在水力傳遞中的相對貢獻。分析瞭地下水位波動與土壤水分特徵麯綫之間的動態反饋機製，並引入瞭地下水補給量估算中的“水量平衡法”和“示蹤劑法”的綜閤應用。 2.2 邊界條件對地下水流場的影響： 詳細分析瞭河道交互作用（River-Aquifer Interaction, RAI）中，水力梯度在河床沉積物中的傳遞規律。討論瞭蒸散發（Evapotranspiration）對土壤層水力負荷的季節性影響，並建立瞭基於遙感數據的地錶水分虧缺模型，用於校正區域地下水模型。 2.3 滯後效應與時間響應分析： 探討瞭降水事件發生後，地下水位響應時間的延遲現象，該延遲與土壤剖麵的水力阻力密切相關。利用傅裏葉分析方法，研究瞭不同尺度土壤係統對周期性氣候波動的響應特徵。 第三部分：汙染物在土壤-地下水係統中的遷移模型 本部分是本書環境工程應用的核心，專注於描述和預測汙染物在多孔介質中的行為。 3.1 溶質遷移的控製因素： 詳細區分瞭物理過程（對流、彌散、吸附）和化學過程（反應、降解）對汙染物遷移速率和空間分布的影響。重點討論瞭有機汙染物（如農藥、燃料烴）與土壤有機碳的分配係數（$K_{oc}$）的實驗測定方法。 3.2 反應輸運模型（Reactive Transport Modeling）： 介紹瞭耦閤水動力學方程和化學平衡/動力學方程的數值方法。重點分析瞭瞬態吸附/解吸過程如何導緻汙染物遷移的“尾隨效應”（Tailings Effect），並提供瞭處理多重反應途徑（如氧化還原耦閤）的數值求解策略。 3.3 非均質性對汙染羽流的影響： 探討瞭土壤滲透性空間變異性（水力導水率的對數標準差）如何導緻汙染羽流的快速擴散和非對稱性伸展。利用濛特卡洛模擬方法，量化瞭土壤空間結構不確定性對風險評估結果的影響。 第四部分：先進的室內和野外水力學參數錶徵技術 本部分側重於測量工具和技術，但關注點在於如何獲取描述水流過程所需的全局參數，而非單一的入滲速率。 4.1 非飽和帶水力參數的間接測量： 詳細介紹如何利用頻域反射儀（TDR）和頻域容重計（FDR）獲取高精度含水量廓綫，並結閤壓力膜儀（Pressure Plate Extractor）和恒壓滲漏儀（Constant Head Permeameter）的聯閤數據，通過反演模型來確定非飽和導水率函數 $K( heta)$。 4.2 示蹤劑試驗在水力學中的應用： 重點介紹使用保守性示蹤劑（如溴離子、氚水）和非保守性示蹤劑（如保守性染料或生物標記物）進行的“壓力測試”（Slug Tests）和“滲透試驗”（Pumping Tests）。分析如何通過示蹤劑在不同深度和時間尺度上的遷移麯綫，推導齣平均水力傳導係數和有效孔隙度。 4.3 地麵地球物理方法在地下水流場成像中的應用： 探討瞭電阻率層析成像（ERT）和瞬變電磁法（TEM）如何用於大範圍、無損地探測地下水埋深、含水層界麵和高滲透性通道（如裂隙帶或古河道）的空間分布，從而為區域水流模型提供邊界約束。 第五部分：土壤水分的能量學視角與熱力學考量 本部分引入瞭更深層次的物理學原理，解釋土壤水分在特定條件下（如凍融或高溫蒸發）的行為。 5.1 土壤熱力學與水分遷移： 討論瞭溫度梯度如何驅動土壤中的液態水和水蒸氣的重新分布（熱擴散與熱遷移）。這對沙漠地區或人工加熱修復工程中的汙染物揮發和遷移至關重要。 5.2 凍土區水熱耦閤過程： 針對寒區水文過程，分析冰晶的形成如何顯著降低有效滲透性，並導緻季節性“淺層滲漏”現象（Spring Seepage）。 第六部分：數據驅動與機器學習在水文預測中的應用 本部分麵嚮未來研究方嚮，探討瞭如何利用大數據和人工智能優化水文過程的預測。 6.1 替代模型與代理模型構建： 介紹如何利用曆史水文數據、遙感數據和氣候模型輸齣，構建能夠快速預測地下水補給量和汙染物遷移趨勢的替代模型（Surrogate Models），以替代計算成本高昂的物理模型。 6.2 時空數據融閤與插值技術： 討論瞭剋裏金法（Kriging）和高斯過程迴歸（Gaussian Process Regression）在插值和不確定性量化中的應用，尤其是在稀疏觀測點情況下對地下水水質和水位的空間場重構。 --- 本書的獨到之處在於，它將土壤水力學視為一個多尺度、多物理場耦閤的復雜係統，提供超越傳統入滲測量的係統性工具，以應對當前水資源管理和汙染場地修復領域麵臨的復雜工程挑戰。內容側重於如何準確錶徵和預測區域尺度或工程尺度上的水流規律和溶質輸運機製。

評分☆☆☆☆☆

作為一名關注農業可持續發展的農場主，我一直想瞭解如何通過改善土壤結構來提高農作物的抗旱性，並減少化肥農藥的流失。在朋友的推薦下，我讀瞭《土壤入滲測量方法》。這本書讓我深刻認識到，瞭解土壤的入滲能力是實現這些目標的關鍵。它用非常通俗易懂的語言，解釋瞭土壤孔隙度、土壤質地等因素如何影響水分的滲透。書中介紹的幾種常用的入滲測量方法，操作起來並不復雜，而且書中詳細的步驟說明，讓我在沒有專業指導的情況下也能進行初步的測量。我嘗試使用其中介紹的簡單方法，在我的農田裏測量瞭不同區域的土壤入滲速率，發現一些改良過的區域入滲能力明顯提升，這讓我非常有成就感。書中還提到，通過增加土壤有機質含量，可以顯著改善土壤的入滲性能，這給瞭我明確的改良方嚮。這本書不僅讓我掌握瞭測量土壤入滲的方法，更重要的是，它讓我學會瞭如何通過科學的手段來管理和改善我的土壤，從而實現更可持續的農業生産。

評分☆☆☆☆☆

作為一名初入水文地質領域的研究生，我一直在尋找一本能夠係統梳理土壤入滲測量方法的參考書。在導師的推薦下，我選擇瞭《土壤入滲測量方法》。這本書的內容深度和廣度都超齣瞭我的預期。它不僅詳細闡述瞭各種方法的理論基礎，比如達西定律在入滲過程中的應用，還深入探討瞭不同測量方法在精度、效率、成本以及對場地乾擾程度等方麵的優劣。書中對於誤差分析的部分也相當齣色，它指齣瞭在實際測量中可能遇到的各種誤差來源，並提供瞭相應的規避和修正建議，這對於保證科研數據的可靠性至關重要。我尤其欣賞書中對不同入滲試驗結果解釋的指導，它教會瞭我如何根據測量數據推斷土壤的滲透特性，並預測其在不同條件下的行為。此外，書中還涉及瞭一些數值模擬方法與實測數據的結閤，這為我後續開展更深入的研究打開瞭思路。可以說，這本書為我的學術之路奠定瞭堅實的基礎，讓我能夠更有條理、更科學地進行土壤入滲相關的研究。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在基層水利部門工作的技術人員，日常工作需要處理大量與土壤涵養、水土保持相關的問題。過去，我們在評估農田、山地等區域的保水能力時，往往依賴於一些經驗性的指標，或是采用一些較為簡陋的現場勘測方法，效果並不理想。《土壤入滲測量方法》這本書為我們提供瞭一個全新的視角和強大的工具。它詳細介紹瞭如何在不同類型的土壤、不同的地形條件下，選擇最適閤的入滲測量方法。書中對於各種儀器的便攜性、操作的簡易性也有詳細的說明，這對於我們經常需要在野外進行測量的技術人員來說非常實用。更重要的是，書中提供的數據分析和解讀指南，能夠幫助我們更準確地評估土壤的入滲能力，從而製定更科學、更有效的土壤侵蝕防治和水土保持措施。例如，書中關於如何利用入滲速率數據來優化梯田設計、改善土壤結構、提高蓄水能力的內容，對我啓發很大。這本書的實用性極強，是我開展基層水保工作不可或缺的指導手冊。

評分☆☆☆☆☆

我是一名環境科學專業的學生，正在進行一項關於城市雨洪管理的畢業設計。在文獻調研過程中，我發現《土壤入滲測量方法》這本書的內容非常契閤我的研究方嚮。它係統地梳理瞭土壤入滲作為影響地錶徑流形成和匯集的重要因素。書中對於不同入滲測量方法在不同研究尺度下的適用性進行瞭深入探討，例如，在評估整個城市排水係統的滲透能力時，需要考慮哪些宏觀層麵的測量方法，而在研究某個特定綠地的滲透效率時，又該如何選擇微觀層麵的測量技術。書中關於入滲速率與降雨強度、土壤飽和度等之間關係的分析，對於理解城市雨洪形成的動力學過程具有重要意義。此外，書中還提及瞭如何將入滲測量數據與GIS技術相結閤，進行區域尺度的水文模型模擬，這為我的畢業設計提供瞭寶貴的思路和技術參考。這本書的專業性和前瞻性都讓我印象深刻，為我提供瞭紮實的理論基礎和開闊的視野。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直讓我眼前一亮！作為一名對城市綠化設計充滿熱情的設計師，我一直苦惱於如何精確地評估綠地、雨水花園等區域的土壤滲透性能。過去，我隻能依賴一些粗略的經驗判斷，或者查閱一些零散的技術文獻，總感覺不夠係統和權威。翻開《土壤入滲測量方法》這本書，我仿佛找到瞭失散多年的寶藏。書中係統地介紹瞭各種入滲測量儀器的原理、結構、操作步驟和適用範圍，從經典的環刀法、雙環入滲儀，到更先進的瞬時剖麵法、穩定入滲法，幾乎涵蓋瞭我可能遇到的所有場景。每一種方法都配有清晰的圖示和詳細的文字說明，甚至連儀器的日常維護和校準都考慮到瞭，這對於現場操作人員來說簡直是福音。最讓我驚喜的是，書中還結閤瞭大量的實際案例，分析瞭不同土壤類型、植被覆蓋、降雨強度等因素對入滲速率的影響，這使得理論知識與實際應用緊密結閤，極大地提升瞭我解決實際設計難題的能力。讀完這本書，我感覺自己對土壤滲透有瞭前所未有的深刻理解，也更有信心去設計更有效、更可持續的雨水管理係統瞭。