土壤入渗测量方法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

雷廷武 等 著

图书标签:

• 土壤物理
• 入渗测量
• 水文地质
• 土壤水分
• 农业工程
• 环境科学
• 水土保持
• 野外调查
• 实验方法
• 土壤学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030520081

版次：01

商品编码：12169544

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-03-01

页数：196

正文语种：中文

内容简介

主要内容环式入渗仪测量效果分析及存在问题研究；地表产流积水和产流排水测量方法；点源和线源测量系统计算原理；自动测量系统、操作使用方法介绍；测量系统的野外应用。材料主要来源已发表的学术论文和鉴定材料。
提出了土壤入渗性能与地表线源径流的湿润面积推进过程之间的关系，建立了产流积水法和产流排水法计算模型；提出了点源和线源入流测量方法的计算模型与数值解法；其学术价值在于为入渗相关研究提供基础工具。传统的土壤入渗率测量工具存在供水不足、不适用于坡地、野外操作困难等问题；而本文提出的新的土壤入渗性能测量方法能够克服传统测量方法的缺点，具有省水、操作简便、能够获取较高初始土壤入渗率、测量结果准确等优点，适用于室内及野外土壤入渗性能的测量，具有广阔的应用价值。

目录

前言

第1章 绪论
1.1 土壤入渗性能研究的重要性
1.2 土壤入渗理论研究进展
1.2.1 土壤水入渗定义
1.2.2 入渗过程的三个阶段
1.2.3 土壤入渗率影响因素
1.2.4 入渗率随时间逐步降低的原因
1.2.5 土壤入渗的模型表达
1.3 土壤入渗测量方法研究进展
1.3.1 双环入渗仪法
1.3.2 人工模拟降雨法
1.3.3 圆盘入渗仪法
1.3.4 产流-入流-积水测量方法
1.3.5 降雨径流-入流-产流测量方法
1.3.6 线源入流测量方法
1.4 土壤入渗测量新方法研究意义

第2章 环式入渗仪测量效果研究
2.1 环式入渗仪测量效果分析
2.2 优先流对初始入渗过程影响的试验验证
2.2.1 试验装置与方法
2.2.2 试验材料与方法
2.2.3 试验结果分析
2.3 数值计算对初始入渗影响的理论分析
2.4 数值计算对初始入渗影响的试验验证
2.4.1 试验材料与方法
2.4.2 试验结果与讨论
2.4.3 结论

第3章 优先流对测量结果影响试验方法
3.1 可视化试验装置与测量方法
3.1.1 试验方法
3.1.2 数据采集
3.2 土壤剖面湿润土体几何分析
3.2.1 入渗水分在环内土壤中的运动过程
3.2.2 土壤入渗率计算

第4章 产流积水测量方法
4.1 测量原理与计算模型
4.1.1 产流积水法试验原理
4.1.2 产流积水法试验模型
4.2 试验材料与方法
4.2.1 试验材料
4.2.2 试验方案
4.3 试验结果与模型误差分析
4.3.1 试验结果
4.3.2 模型误差分析
4.4 入渗率与累积入渗量动态变化过程
4.4.1 不同坡位入渗率变化过程
4.4.2 不同坡位累积入渗量变化过程

第5章 产流排水测量方法
5.1 测量原理与计算模型
5.1.1 产流排水法测量原理
5.1.2 产流排水法试验模型
5.2 试验材料与方法
5.2.1 产渗流入渗仪设计及参数测定
5.2.2 试验材料
5.2.3 试验方案
5.3 试验结果与模型误差分析
5.3.1 试验结果
5.3.2 误差分析
5.4 入渗性能的模型表达与比较
5.4.1 产流积水方法
5.4.2 产流排水方法
5.5 降雨强度和初始含水率对土壤入渗性能的影响
5.5.1 降雨强度对土壤入渗性能的影响
5.5.2 初始含水量对土壤入渗性能的影响
5.6 不同植被土壤入渗性能比较
5.6.1 研究地区与研究方法
5.6.2 结果与分析
5.7 耕作对土壤入渗性能的影响
5.7.1 研究区域概况
5.7.2 入渗产流模型及试验方法
5.7.3 结果与分析
5.8 半干旱典型草原区退耕地土壤结构特征对入渗的影响
5.8.1 材料和方法
5.8.2 结果与分析

第6章 点源和线源入流测量方法
6.1 模型原理与数值方法
6.2 试验材料与方法
6.3 试验结果与误差分析
6.3.1 入渗性能数值计算结果
6.3.2 入渗性能测量结果的模型表达
6.3.3 误差分析

第7章 点源和线源入流测量方法的近似解析模型
7.1 理论背景
7.2 近似解析模型推导
7.2.1 解析模型I
7.2.2 解析模型Ⅱ
7.2.3 累积入渗量计算模型
7.3 模型验证

第8章 平均近似计算模型
8.1 近似模型方法
8.2 试验数据验证
8.3 计算结果合理性分析与结论

第9章 耕层-犁底层土壤入渗连续测量方法
9.1 设备与材料
9.2 测量原理
9.2.1 耕作层地表入渗阶段
9.2.2 耕层入渗过渡阶段
9.2.3 犁底层土壤入渗阶段
9.3 测量步骤
9.4 结果与讨论
9.4.1 耕层土壤测量结果讨论
9.4.2 耕层与犁底层连续测量结果
9.5 误差分析

第10章 点源和线源自动测量系统
10.1 自动测量系统构成
10.1.1 系统组成原理
10.1.2 系统部件清单
10.2 操作使用方法
10.2.1 软件安装
10.2.2 相机驱动程序安装
10.2.3 试验操作步骤
10.3 数据计算与存储
10.4 自动测量系统检验流量对入渗的影响
10.4.1 材料与方法
10.4.2 试验结果与分析
10.4.3 误差分析

第11章 线源入流测量方法的应用
11.1 不同土地利用和季节交替对入渗性能影响
11.1.1 研究区域概况
11.1.2 测量方法
11.1.3 不同土地利用土壤入渗性能比较
11.1.4 季节交替不同土地利用土壤入渗性能比较
11.2 不同坡向及坡位土壤入渗性能研究
11.2.1 不同坡向土壤入渗性能研究
11.2.2 不同坡位土壤入渗性能比较
11.2.3 结论
11.3 水质对盐碱土入渗性能的影响
11.3.1 试验材料和方法
11.3.2 不同灌溉水质对土壤入渗率的影响
11.3.3 不同灌溉水质对土壤湿润锋的影响
11.3.4 不同灌溉水质对土壤累积入渗量的影响
11.4 流量和容重对入渗的影响
11.4.1 试验材料与方法
11.4.2 供水流量对入渗率的影响
11.4.3 土壤容重对入渗率的影响
11.4.4 土壤容重对累积入渗量的影响
11.5 矿区排土场人工草地土壤水分及入渗特征效应
11.5.1 材料与方法
11.5.2 结果与分析
11.5.3 讨论
参考文献

土壤学前沿：地下水动力学与渗透性研究 内容简介 本书聚焦于土壤介质中水流运动的复杂性与关键性，旨在为水文地质学家、土壤科学家、环境工程师以及从事水资源管理和污染控制的专业人员提供一套系统而深入的理论框架与前沿实验技术。本书并不侧重于传统的入渗速率测量，而是将视野扩展至地下水补给机制、土壤孔隙结构对水力传导率的调控，以及污染物在土壤-地下水系统中的迁移转化规律。 全书共分为六个主要部分，力求在理论深度和实践应用之间取得平衡。 第一部分：土壤水力学基础与多相流理论 本部分深入探讨了土壤中水的物理性质及其在不同压力梯度下的行为。首先，详细回顾了达西定律的适用范围与局限性，并引入了修正后的渗透率模型，以适应非饱和带的复杂环境。 1.1 土壤孔隙结构与比表面积： 讨论了土壤颗粒的分布、形状、粘土矿物学对毛管力和滞留水的显著影响。利用先进的X射线断层扫描（CT）技术和孔隙网络模型（Pore Network Modeling），定量分析了土壤孔隙的连通性、曲折度以及喉道尺寸分布，这些参数直接决定了介质的宏观渗透性能。 1.2 非饱和水力学方程的精进： 详述了 Richards 方程在描述土壤水势梯度驱动下的二维和三维水流的数学基础。重点分析了当前数值模拟中，如何准确表征和耦合土壤含水量（$ heta$）、基质吸力（$psi$）和饱和导水率函数 $K( heta)$ 的复杂非线性关系，特别是针对有机质含量高或结构疏松的土壤类型。 1.3 扩散与对流的耦合： 阐述了在低速水流条件下，溶质在土壤水中的迁移不仅仅是简单的对流过程，而是对流、分子扩散和机械弥散（Hydrodynamic Dispersion）共同作用的结果。引入了弥散度概念，并探讨了弥散系数（$D$）如何随流速和土壤结构而变化。 第二部分：地下水补给机制与区域水均衡 本部分将研究尺度提升至流域层面，探讨土壤水分如何转化为区域地下水资源，并关注气候变化对水循环的影响。 2.1 土壤水向地下水转化过程分析： 重点研究了“快速路径”与“慢速路径”在水力传递中的相对贡献。分析了地下水位波动与土壤水分特征曲线之间的动态反馈机制，并引入了地下水补给量估算中的“水量平衡法”和“示踪剂法”的综合应用。 2.2 边界条件对地下水流场的影响： 详细分析了河道交互作用（River-Aquifer Interaction, RAI）中，水力梯度在河床沉积物中的传递规律。讨论了蒸散发（Evapotranspiration）对土壤层水力负荷的季节性影响，并建立了基于遥感数据的地表水分亏缺模型，用于校正区域地下水模型。 2.3 滞后效应与时间响应分析： 探讨了降水事件发生后，地下水位响应时间的延迟现象，该延迟与土壤剖面的水力阻力密切相关。利用傅里叶分析方法，研究了不同尺度土壤系统对周期性气候波动的响应特征。 第三部分：污染物在土壤-地下水系统中的迁移模型 本部分是本书环境工程应用的核心，专注于描述和预测污染物在多孔介质中的行为。 3.1 溶质迁移的控制因素： 详细区分了物理过程（对流、弥散、吸附）和化学过程（反应、降解）对污染物迁移速率和空间分布的影响。重点讨论了有机污染物（如农药、燃料烃）与土壤有机碳的分配系数（$K_{oc}$）的实验测定方法。 3.2 反应输运模型（Reactive Transport Modeling）： 介绍了耦合水动力学方程和化学平衡/动力学方程的数值方法。重点分析了瞬态吸附/解吸过程如何导致污染物迁移的“尾随效应”（Tailings Effect），并提供了处理多重反应途径（如氧化还原耦合）的数值求解策略。 3.3 非均质性对污染羽流的影响： 探讨了土壤渗透性空间变异性（水力导水率的对数标准差）如何导致污染羽流的快速扩散和非对称性伸展。利用蒙特卡洛模拟方法，量化了土壤空间结构不确定性对风险评估结果的影响。 第四部分：先进的室内和野外水力学参数表征技术 本部分侧重于测量工具和技术，但关注点在于如何获取描述水流过程所需的全局参数，而非单一的入渗速率。 4.1 非饱和带水力参数的间接测量： 详细介绍如何利用频域反射仪（TDR）和频域容重计（FDR）获取高精度含水量廓线，并结合压力膜仪（Pressure Plate Extractor）和恒压渗漏仪（Constant Head Permeameter）的联合数据，通过反演模型来确定非饱和导水率函数 $K( heta)$。 4.2 示踪剂试验在水力学中的应用： 重点介绍使用保守性示踪剂（如溴离子、氚水）和非保守性示踪剂（如保守性染料或生物标记物）进行的“压力测试”（Slug Tests）和“渗透试验”（Pumping Tests）。分析如何通过示踪剂在不同深度和时间尺度上的迁移曲线，推导出平均水力传导系数和有效孔隙度。 4.3 地面地球物理方法在地下水流场成像中的应用： 探讨了电阻率层析成像（ERT）和瞬变电磁法（TEM）如何用于大范围、无损地探测地下水埋深、含水层界面和高渗透性通道（如裂隙带或古河道）的空间分布，从而为区域水流模型提供边界约束。 第五部分：土壤水分的能量学视角与热力学考量 本部分引入了更深层次的物理学原理，解释土壤水分在特定条件下（如冻融或高温蒸发）的行为。 5.1 土壤热力学与水分迁移： 讨论了温度梯度如何驱动土壤中的液态水和水蒸气的重新分布（热扩散与热迁移）。这对沙漠地区或人工加热修复工程中的污染物挥发和迁移至关重要。 5.2 冻土区水热耦合过程： 针对寒区水文过程，分析冰晶的形成如何显著降低有效渗透性，并导致季节性“浅层渗漏”现象（Spring Seepage）。 第六部分：数据驱动与机器学习在水文预测中的应用 本部分面向未来研究方向，探讨了如何利用大数据和人工智能优化水文过程的预测。 6.1 替代模型与代理模型构建： 介绍如何利用历史水文数据、遥感数据和气候模型输出，构建能够快速预测地下水补给量和污染物迁移趋势的替代模型（Surrogate Models），以替代计算成本高昂的物理模型。 6.2 时空数据融合与插值技术： 讨论了克里金法（Kriging）和高斯过程回归（Gaussian Process Regression）在插值和不确定性量化中的应用，尤其是在稀疏观测点情况下对地下水水质和水位的空间场重构。 --- 本书的独到之处在于，它将土壤水力学视为一个多尺度、多物理场耦合的复杂系统，提供超越传统入渗测量的系统性工具，以应对当前水资源管理和污染场地修复领域面临的复杂工程挑战。内容侧重于如何准确表征和预测区域尺度或工程尺度上的水流规律和溶质输运机制。

评分☆☆☆☆☆

作为一名关注农业可持续发展的农场主，我一直想了解如何通过改善土壤结构来提高农作物的抗旱性，并减少化肥农药的流失。在朋友的推荐下，我读了《土壤入渗测量方法》。这本书让我深刻认识到，了解土壤的入渗能力是实现这些目标的关键。它用非常通俗易懂的语言，解释了土壤孔隙度、土壤质地等因素如何影响水分的渗透。书中介绍的几种常用的入渗测量方法，操作起来并不复杂，而且书中详细的步骤说明，让我在没有专业指导的情况下也能进行初步的测量。我尝试使用其中介绍的简单方法，在我的农田里测量了不同区域的土壤入渗速率，发现一些改良过的区域入渗能力明显提升，这让我非常有成就感。书中还提到，通过增加土壤有机质含量，可以显著改善土壤的入渗性能，这给了我明确的改良方向。这本书不仅让我掌握了测量土壤入渗的方法，更重要的是，它让我学会了如何通过科学的手段来管理和改善我的土壤，从而实现更可持续的农业生产。

评分☆☆☆☆☆

作为一名初入水文地质领域的研究生，我一直在寻找一本能够系统梳理土壤入渗测量方法的参考书。在导师的推荐下，我选择了《土壤入渗测量方法》。这本书的内容深度和广度都超出了我的预期。它不仅详细阐述了各种方法的理论基础，比如达西定律在入渗过程中的应用，还深入探讨了不同测量方法在精度、效率、成本以及对场地干扰程度等方面的优劣。书中对于误差分析的部分也相当出色，它指出了在实际测量中可能遇到的各种误差来源，并提供了相应的规避和修正建议，这对于保证科研数据的可靠性至关重要。我尤其欣赏书中对不同入渗试验结果解释的指导，它教会了我如何根据测量数据推断土壤的渗透特性，并预测其在不同条件下的行为。此外，书中还涉及了一些数值模拟方法与实测数据的结合，这为我后续开展更深入的研究打开了思路。可以说，这本书为我的学术之路奠定了坚实的基础，让我能够更有条理、更科学地进行土壤入渗相关的研究。

评分☆☆☆☆☆

我是一名环境科学专业的学生，正在进行一项关于城市雨洪管理的毕业设计。在文献调研过程中，我发现《土壤入渗测量方法》这本书的内容非常契合我的研究方向。它系统地梳理了土壤入渗作为影响地表径流形成和汇集的重要因素。书中对于不同入渗测量方法在不同研究尺度下的适用性进行了深入探讨，例如，在评估整个城市排水系统的渗透能力时，需要考虑哪些宏观层面的测量方法，而在研究某个特定绿地的渗透效率时，又该如何选择微观层面的测量技术。书中关于入渗速率与降雨强度、土壤饱和度等之间关系的分析，对于理解城市雨洪形成的动力学过程具有重要意义。此外，书中还提及了如何将入渗测量数据与GIS技术相结合，进行区域尺度的水文模型模拟，这为我的毕业设计提供了宝贵的思路和技术参考。这本书的专业性和前瞻性都让我印象深刻，为我提供了扎实的理论基础和开阔的视野。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在基层水利部门工作的技术人员，日常工作需要处理大量与土壤涵养、水土保持相关的问题。过去，我们在评估农田、山地等区域的保水能力时，往往依赖于一些经验性的指标，或是采用一些较为简陋的现场勘测方法，效果并不理想。《土壤入渗测量方法》这本书为我们提供了一个全新的视角和强大的工具。它详细介绍了如何在不同类型的土壤、不同的地形条件下，选择最适合的入渗测量方法。书中对于各种仪器的便携性、操作的简易性也有详细的说明，这对于我们经常需要在野外进行测量的技术人员来说非常实用。更重要的是，书中提供的数据分析和解读指南，能够帮助我们更准确地评估土壤的入渗能力，从而制定更科学、更有效的土壤侵蚀防治和水土保持措施。例如，书中关于如何利用入渗速率数据来优化梯田设计、改善土壤结构、提高蓄水能力的内容，对我启发很大。这本书的实用性极强，是我开展基层水保工作不可或缺的指导手册。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直让我眼前一亮！作为一名对城市绿化设计充满热情的设计师，我一直苦恼于如何精确地评估绿地、雨水花园等区域的土壤渗透性能。过去，我只能依赖一些粗略的经验判断，或者查阅一些零散的技术文献，总感觉不够系统和权威。翻开《土壤入渗测量方法》这本书，我仿佛找到了失散多年的宝藏。书中系统地介绍了各种入渗测量仪器的原理、结构、操作步骤和适用范围，从经典的环刀法、双环入渗仪，到更先进的瞬时剖面法、稳定入渗法，几乎涵盖了我可能遇到的所有场景。每一种方法都配有清晰的图示和详细的文字说明，甚至连仪器的日常维护和校准都考虑到了，这对于现场操作人员来说简直是福音。最让我惊喜的是，书中还结合了大量的实际案例，分析了不同土壤类型、植被覆盖、降雨强度等因素对入渗速率的影响，这使得理论知识与实际应用紧密结合，极大地提升了我解决实际设计难题的能力。读完这本书，我感觉自己对土壤渗透有了前所未有的深刻理解，也更有信心去设计更有效、更可持续的雨水管理系统了。