巴丹吉林沙漠的地下水來(lái)源長(zhǎng)期以來(lái)存在很大爭(zhēng)議,其中兩個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題就是地下水補(bǔ)給量和地下水排泄量,都與包氣帶水分密切相關(guān)。因此,對(duì)巴丹吉林沙漠包氣帶水分觀測(cè)和模擬研究對(duì)于查明該區(qū)域地下水來(lái)源和水資源環(huán)境保護(hù)都具有重要意義。本文以歷史文獻(xiàn)數(shù)據(jù)、野外原位觀測(cè)數(shù)據(jù)、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),從不同角度對(duì)巴丹吉林沙漠的降水入滲補(bǔ)給和潛水蒸發(fā)開(kāi)展模擬分析。收集了包氣帶不同深度水分觀測(cè)資料和水力參數(shù)測(cè)試成果,采用前人提出的水分特征曲線參數(shù)的耦合隨機(jī)模型,對(duì)巴丹吉林沙漠風(fēng)積砂的變異特征進(jìn)行了Monte Carlo模擬,并在此基礎(chǔ)上重建土水勢(shì)的垂向分布,發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定下滲帶的水力梯度接近于1,基本滿足重力作用控制的自由下滲條件。然后基于Richards方程對(duì)不同下滲強(qiáng)度條件的包氣帶含水率分布進(jìn)行了Monte Carlo模擬,通過(guò)與觀測(cè)統(tǒng)計(jì)特征對(duì)比得到下滲強(qiáng)度的合理取值范圍。結(jié)果表明,包氣帶水下滲強(qiáng)度最有可能取值范圍是15-34 mm/yr。對(duì)巴丹吉林沙漠包氣帶0³ m深度包氣帶水分和溫度的多年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,淺表包氣帶溫度和含水率的振幅隨深度增加呈現(xiàn)明顯減小趨勢(shì)。對(duì)于埋藏超過(guò)3 m...

【文章頁(yè)數(shù)】：105 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 包氣帶水原位觀測(cè)與室內(nèi)試驗(yàn)方法
        1.2.2 包氣帶水運(yùn)動(dòng)理論與數(shù)值模擬技術(shù)
        1.2.3 潛水蒸發(fā)
        1.2.4 巴丹吉林沙漠包氣帶水以往研究及存在的問(wèn)題
        1.2.5 存在的問(wèn)題
    1.3 研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線與創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
        1.3.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 研究區(qū)概況及觀測(cè)方法
    2.1 自然地理特征
    2.2 區(qū)域水文地質(zhì)條件
    2.3 沙丘形態(tài)對(duì)包氣帶厚度的控制作用
    2.4 原位觀測(cè)試驗(yàn)方案
    2.5 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)方案
第3章 觀測(cè)試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)集成
    3.1 蘇木吉林監(jiān)測(cè)站氣象特征和包氣帶水動(dòng)態(tài)特征
        3.1.1 氣象要素的變化特征
        3.1.2 毛細(xì)水吸力的變化特征
        3.1.3 含水率的變化特征
    3.2 包氣帶特征參數(shù)
        3.2.1 砂土基本參數(shù)
        3.2.2 飽和滲透系數(shù)
        3.2.3 土壤水分特征曲線
    3.3 砂桶蒸發(fā)試驗(yàn)結(jié)果及其初步分析
    3.4 數(shù)據(jù)集成
        3.4.1 前人研究數(shù)據(jù)匯總
        3.4.2 數(shù)據(jù)集的分類評(píng)價(jià)
    3.5 小結(jié)討論
第4章 穩(wěn)定下滲帶水分的Monte-Carlo模擬
    4.1 穩(wěn)定下滲帶含水率的統(tǒng)計(jì)規(guī)律
    4.2 特征參數(shù)隨機(jī)性與Monte-Carlo模擬方法
        4.2.1 特征參數(shù)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律
        4.2.2 Monte-Carlo模擬方法
        4.2.3 含水率的隨機(jī)模擬結(jié)果
    4.3 下滲強(qiáng)度的Monte-Carlo模擬評(píng)估
        4.3.1 土水勢(shì)剖面特征
        4.3.2 下滲強(qiáng)度的可能范圍
        4.3.3 敏感性分析
    4.4 小結(jié)討論
第5章 包氣帶水分動(dòng)態(tài)隨深度的變化
    5.1 問(wèn)題概述
    5.2 數(shù)據(jù)處理
    5.3 溫度波動(dòng)的時(shí)空變化趨勢(shì)
    5.4 淺部水分動(dòng)態(tài)隨深度的變化
        5.4.1 含水率和毛細(xì)水吸力均值與振幅的變化特征
        5.4.2 成因的初步解釋
    5.5 計(jì)算深部包氣帶的土壤水分動(dòng)態(tài)
        5.5.1 現(xiàn)有理論研究
        5.5.2 模型設(shè)計(jì)
        5.5.3 包氣帶水下滲通量的再評(píng)估
    5.6 小結(jié)討論
第6章 包氣帶潛水蒸發(fā)過(guò)程的模擬
    6.1 潛水蒸發(fā)模型設(shè)計(jì)
        6.1.1 概念模型和模擬工具
        6.1.2 氣候情景
        6.1.3 砂土參數(shù)
        6.1.4 地下水埋深和植被根系情景
    6.2 模擬結(jié)果分析
        6.2.1 潛水蒸發(fā)強(qiáng)度的季節(jié)性變化特征
        6.2.2 多年平均潛水蒸發(fā)量與地下水埋深的關(guān)系
        6.2.3 經(jīng)驗(yàn)公式和極限埋深
    6.3 成果應(yīng)用
        6.3.1 對(duì)砂桶蒸發(fā)試驗(yàn)的解釋
        6.3.2 湖泊集中區(qū)水分蒸發(fā)損失的再次評(píng)估
    6.4 小結(jié)討論
第7章 結(jié)論和建議
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
附錄 :巴丹吉林沙漠包氣帶樣本數(shù)據(jù)來(lái)源統(tǒng)計(jì)表



本文編號(hào)：3859703