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第1章 绪论1

1.1 非均匀介质溶质迁移问题研究概述1

1.1.1 非均匀介质研究对象及意义1

1.1.2 优先流水分及溶质运移的研究进展1

1.1.3 含有碎石的非均质土壤水分及溶质运移研究进展7

1.2 基本研究理论10

1.2.1 土石混合介质水分运动理论10

1.2.2 土石混合介质土壤养分运移理论12

1.3 研究区概况14

1.3.1 六道沟流域概况14

1.3.2 优先流研究区域概况16

1.4 室内试验研究16

1.4.1 原状土柱优先流溶质迁移的试验研究16

1.4.2 团聚体土柱室内试验18

1.4.3 人为大孔隙对溶质迁移影响的室内研究19

1.4.4 室内条件下碎石对水分溶质运移的影响的试验研究21

1.4.5 碎石夹层对土石混合介质入渗过程、饱和导水率及溶质运移的影响23

1.5 田间试验研究23

1.5.1 田间水分测量试验23

1.5.2 田间降雨试验24

参考文献25

第2章 非均匀介质水分运动过程30

2.1 研究区域非均匀介质分布及其物理特性30

2.1.1 研究区域非均匀介质分布30

2.1.2 研究区域土壤物理特性32

2.2 土壤水非均质流动及其影响35

2.2.1 土壤水非均质流的形成机理35

2.2.2 非均质土壤水分运动过程38

2.3 本章小结55

参考文献56

第3章 土石混合介质溶质迁移的试验研究60

3.1 砾石对穿透曲线及其溶质运移参数的影响61

3.1.1 砾石含量对溶质穿透曲线的影响63

3.1.2 砾石直径对溶质穿透曲线的影响63

3.1.3 不同砾石含量及直径对溶质运移参数的影响64

3.2 料姜石对穿透曲线及溶质运移参数的影响68

3.2.1 料姜石含量对溶质穿透曲线的影响68

3.2.2 不同料姜石含量对溶质运移参数的影响70

3.3 煤矸石对穿透曲线及溶质运移参数的影响71

3.3.1 不同煤矸石含量对穿透曲线的影响72

3.3.2 不同煤矸石含量对溶质运移参数的影响73

3.4 不同碎石种类对穿透曲线及弥散度的影响74

3.4.1 不同碎石种类对穿透时间的影响75

3.4.2 不同碎石种类对弥散度的影响76

3.5 本章小结76

参考文献77

第4章 典型土壤优先流溶质迁移的试验研究79

4.1 氯离子在？土中迁移特征的试验研究79

4.1.1 理论模型79

4.1.2 孔隙流速对氯离子迁移特征影响的试验研究82

4.1.3 大小脉冲对氯离子迁移特征及参数的影响84

4.2 氯离子在黑垆土中迁移特征的试验研究88

4.2.1 小脉冲输入方式下，氯离子在黑垆土土柱中的迁移特征的模拟分析88

4.2.2 大脉冲输入下，两区、两流区模型对黑垆土溶质穿透曲线的模拟分析89

4.2.3 两区模型和两流区模型迁移参数对比分析91

4.3 氯离子在黄绵土中迁移特征的试验研究93

4.3.1 孔隙水流速对原状黄绵土氯离子溶质穿透曲线的影响93

4.3.2 大小脉冲对原状黄绵土氯离子溶质迁移的影响94

4.3.3 原状黄绵土氯离子迁移参数的研究95

4.4 本章小结97

参考文献97

第5章 典型离子在黑垆土中迁移特征的试验研究98

5.1 原状黑垆土与扰动黑垆土入渗过程的试验研究98

5.1.1 试验材料及方法98

5.1.2 黑垆土入渗过程的试验研究102

5.2 小脉冲条件下，典型离子对黑垆土穿透曲线的影响103

5.2.1 小脉冲条件下，典型离子对扰动黑垆土穿透曲线的影响104

5.2.2 小脉冲条件下，典型离子对原状黑垆土穿透曲线的影响105

5.3 大脉冲条件下，典型离子对黑垆土穿透曲线的影响106

5.3.1 大脉冲条件下，典型离子对扰动黑垆土穿透曲线的影响106

5.3.2 大脉冲条件下，典型离子对黑垆土溶质穿透曲线的影响107

5.4 持续输入条件下，典型离子对黑垆土穿透曲线的影响108

5.5 氯离子在原状黑垆土中穿透曲线双峰现象初探110

5.6 本章小结113

参考文献113

第6章 团聚体对溶质迁移特征影响的试验研究116

6.1 团聚体对入渗过程影响的试验研究116

6.1.1 团聚体粒径对累积入渗量的影响117

6.1.2 团聚体粒径对入渗过程参数的影响118

6.1.3 团聚体粒径对湿润锋迁移的影响118

6.2 团聚体对溶质迁移过程影响的试验研究120

6.2.1 不同团聚体粒径对溶质迁移过程的影响120

6.2.2 不同孔隙水流速对溶质穿透曲线的影响122

6.2.3 不同粒径团聚体及孔隙水流速对溶质迁移参数的影响125

6.3 本章小结127

参考文献128

第7章 大孔隙对溶质迁移影响的试验研究129

7.1 研究方法130

7.1.1 试验设备130

7.1.2 试验方法131

7.2 大孔隙连续性对优先流溶质迁移的影响133

7.2.1 大孔隙连续性对黄土入渗过程的影响分析133

7.2.2 大孔隙连续性对黄土溶质穿透曲线的影响分析135

7.2.3 大孔隙连续性对土壤剖面溶质分布的试验研究136

7.3 相邻大孔隙对土柱入渗过程的影响139

7.4 相邻大孔隙对溶质迁移过程的影响142

7.4.1 相邻大孔隙对溴离子迁移过程的影响142

7.4.2 相邻大孔隙对亮蓝迁移过程的影响143

7.5 大孔隙连续性对土壤剖面溶质分布影响试验研究144

7.5.1 相邻大孔隙对土壤剖面中溴离子分布的影响144

7.5.2 相邻大孔隙对土壤剖面中亮蓝分布的影响145

7.6 本章小结146

参考文献146

第8章 非均质土壤溶质迁移模型及其解析解148

8.1 数学模型148

8.1.1 土壤溶质迁移方程148

8.1.2 定解条件149

8.2 浓度已知条件下空间变量系数的模型及解析解149

8.2.1 解析解的推导150

8.2.2 相关参数对溶质迁移的影响152

8.2.3 模型验证154

8.3 浓度通量条件下空间变量系数的模型及解析解157

8.3.1 解析解的推导157

8.3.2 模型验证158

8.4 瞬时脉冲条件下空间变量系数的模型及解析解159

8.4.1 解析解的推导159

8.4.2 相关参数对溶质迁移的影响160

8.4.3 模型验证162

8.5 瞬时脉冲条件下时间变量系数的模型及解析解165

8.5.1 解析解的推导165

8.5.2 相关参数对溶质迁移的影响167

8.5.3 模型验证168

8.6 瞬时脉冲条件下时空变量系数的模型及解析解171

8.6.1 解析解的推导171

8.6.2 模型比较173

8.6.3 相关参数对溶质迁移的影响174

8.6.4 模型验证176

8.7 本章小结178

参考文献179

第9章 考虑弥散尺度效应的土壤溶质迁移动力学特征解析分析180

9.1 数学模型180

9.1.1 土壤溶质迁移方程180

9.1.2 定解条件181

9.2 浓度已知条件下土壤溶质迁移动力学特征解析分析181

9.2.1 Laplace变换解181

9.2.2 反演解183

9.2.3 解析解的数值验证184

9.2.4 解析解精度检验186

9.2.5 弥散作用对土壤溶质迁移的影响190

9.2.6 吸附作用对土壤溶质迁移的影响191

9.2.7 降解作用对土壤溶质迁移的影响192

9.3 浓度通量条件下土壤溶质迁移动力学特征解析分析193

9.3.1 解析解的推导193

9.3.2 解析解数值验证194

9.3.3 弥散尺度效应对溶质迁移的影响196

9.3.4 弥散尺度效应对分配系数灵敏度的影响197

9.3.5 弥散尺度效应对液相溶质降解速率的影响197

9.4 本章小结198

参考文献199