蒸发条件下土壤水分运移模拟研究—耦合毛管、薄膜和水汽

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1、細ｇ化公开＾＾ｉｉｐ苟ｗ／、書研究生学位论文蒸发条件下±壌水分运移棋热研巧一親合论文巧目（中文）毛管、巧膜巧水汽Ｍｏｄｅ－ｌｉｎｇ化６ｓｏＨｗａｔｅｒｆｌｏｗｒｏｃＭＳｕｎｄｅｒｅｖａ论文届ｐｐｉ（外文）ｏｒａ－ｔｉｏｎｃｏｕｐｌｉｎｇｃａｐｉｌｌａｒｙ，ｆｉｌｍａｎｄｖａｐｏｒｆｌｏｗ研巧生姓名王云权学科？、专业地理学自然地理学研究方向±壌水盐运移数值模拟学位级則巧±导巧姓名、职巧马金巧巧巧论文工作２０Ｕ年９月至２０１５年６月起止年月论文巧交日巧２０１５年４月人＾，

2、？Ａ－＊ｊｌ？＜ｉ？＊Ｐ？Ａ＜？Ｐｒｍｎｔ＇巧化乂巧巧口册４ＷＩ：５干：＞乃学位授予日期．觀，機繼原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名（；日期：节去私、方关于学位论文使用授权的声明本人在导师指导

3、下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属兰州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定，同意学校保存或向国家有关部口或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阀；本人授权兰州大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用任何复制手段保存和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时一，第署名单位仍然为兰州大学。本学位论文研究内容：□可Ｗ公开□不宜公开，已在学位办公室办理保密申请，解密后适用本授权书。＂＂一（请在上选项内选择其中项打Ｖ）论文作者签名．；寺七啦导

4、师簇名少、、日期心八玉、；／日親一蒸发条件下±壤水分运移模拟研究賴合毛管、薄膜与水汽摘要包气带作为联接地表与地下系统的纽带，在水分、养分与能量循环的过程中扮演重要角色，支撑着陆地生态系统。鉴于包气带的重要性，有关包气带水盐运移的研究正在水文和生态领域变得愈来愈重要，。由于实地观察时空上的制约模型模巧成为±壤水分运移研究的重要手段。然而传统的±壤水力模型往往只针对毛管流的作用，此时薄膜流和水，不能描述低含水量条件下±壤水分的运移特征汽运移可能变得很重要。而在广轰的干旱半干旱区，，由于降水稀少，蒸发强烈±壤表层的含水量长期处于低值。因此有必要扩

5、展传统的±壤水力模型，使其能同时描述低含水量条件下±壤水分的运移特征。论文旨在理论分析的基础上，通过室内±柱实验和野外水分水势实时观测一种新的基于机理的描述薄膜，拟建立一形式水分运移的模型，并尝试将毛管、薄膜和水汽Ｈ种水分的运移形式親合到个模型当中，来描述±壤从饱和到含水量为日时的水分运移特征，最后，用野外的观测数据来检验模型的表现：。研究所得结论如下一１．基于薄膜厚度与水势之间的关系方程，研究建立了个新的表征薄膜形，式水分运移的±壤水力模型，模型物理意义清楚易于使用。实验室±柱蒸发实验的反算结果表明，新的表征薄膜流的±壤水力模型可Ｗ很好地描述低含水率条

6、件下王壤水分的运移过程。２Ｆｒｅｄｌｉｍｄａｎｄ巧ｎ薄膜形式水分运移的±操水．基于ｇ的模型框架，将表征力模型与传统的毛管流模型相稱合，建立了描述整个液态水分范围（从饱和到含水量为０）下的±壤水力模型。相较于己有的模型，新的止壤水力模型数学上连续且易于使用。文献中已有的１１种不同类型止壤水力数据的拟合结果１＾及４个壬壤蒸发实验的反算结果表明，新的模型可Ｗ很好地描述不同类型±壤从饱和到。，含水量很低时的±壤水力特征，模型模拟的结果要优于己有的错合模型同时一新模型模拟的结果表明，般情况下，±壤颗粒的直径越大薄膜的饱和导水率也越大。３．将親合毛管和薄膜

7、的模型与水汽运移方程相结合，得到了描述王壤从饱和到完全干旱条件下的水分的运移方程（包括液态与气态水分运移）。在此基础上，利用模型区分毛管、薄膜Ｗ及水汽Ｈ种水分运移形式对不同类型±壤蒸发过程的贡献。室内±柱实验模拟的结果表明，对取自腾格里的沙±而言，仅仅表征毛管力的±壤水力模型会严重低估±柱的水分蒸发损失，模型仅能模拟大约总蒸８９．发量的．４％。考虑薄膜流后９９９％的蒸发量，，被模拟出來而水汽运移大约只Ｉ一占到总蒸发量