摘要：中国东部矿区煤粮复合区面积大,因采煤沉陷积水,导致大面积的耕地破坏,采煤沉陷地复垦成为中国亟待解决的问题,黄河泥沙夹层式充填复垦技术对实现采煤沉陷地复垦具有积极意义。为优化黄河泥沙充填复垦夹层式土壤剖面设计,该研究采用hydrus-1d模拟分析了在充填复垦土壤总厚度一定的情况下,不同夹层厚度、位置和数量对重构土壤入渗和蒸发特性的影响。研究结果表明,黄河泥沙充填层中夹土壤层后能够有效改善重构土壤的水分运动特性并提高保水性,较“上土下沙”构型(CK2)入渗过程的持水性可提高12.79%,累积蒸发量可降低10.09%,持水系数可提高21.51%。从正交分析结果看,夹层厚度对持水系数影响最大,而夹层位置对持水系数影响最小,夹层位置和夹层数量的组合具有较强的交互效应。在土壤总厚度为60 cm的情况下,夹层厚度为30 cm,夹层位置为20 cm,夹层数量为2层时夹层式重构土壤的持水性最佳。研究探明了黄河泥沙夹层式充填复垦的夹层位置、厚度和数量对土壤水分运动的影响,并为黄河泥沙夹层式土壤剖面优化设计提出了一种经济时效的方法,对指导黄河泥沙夹层式充填复垦技术在黄河流域采煤塌陷地的应用推广具有积极作用。

摘要：气候条件是影响绿色屋顶径流调控效益的重要因素,目前国内尚缺乏不同气候区城市绿色屋顶径流调控效益的对比研究.基于北京市区搭建的绿色屋顶在2017—2019年实测降雨-径流数据,率定和验证hydrus-1d绿色屋顶降雨-径流模型,并采用该模型模拟分析6个不同气候区城市(兰州、北京、沈阳、合肥、上海和深圳)绿色屋顶在不同设计暴雨条件下的降雨-径流过程,定量分析气候条件对绿色屋顶径流调控效益的影响.结果表明:基于hydrus-1d可准确模拟绿色屋顶径流过程,模型率定与验证的纳什效率系数平均值分别为0.73和0.67;不同气候区城市绿色屋顶径流削减率、洪峰削减率和产流延迟时间随暴雨重现期增加而降低,兰州绿色屋顶的峰现延迟时间随重现期增加明显降低,而其他城市绿色屋顶的峰现延迟时间较短,均在0~2 min;半干旱气候区城市兰州绿色屋顶的径流削减率(23.89%~68.73%)和洪峰削减率(44.15%~88.21%)均明显高于其他湿润、半湿润气候区城市;兰州绿色屋顶的产流延迟时间最高(37~52 min),依次高于北京、合肥、沈阳、上海和深圳.随气候条件由湿润到干旱,绿色屋顶的径流调控效益逐渐提高.研究结果可望为我国不同气候区城市绿色屋顶水文设计与评估提供科学参考.

摘要：为验证hydrus-1d模拟生物滞留设施水文调控效应的可靠性,通过物模试验,采用修正Morris法对模型主要参数的敏感性进行分析筛选,结合模拟值和实测值对筛选后的参数进行率定验证。结果表明:径流总量、径流峰值及其各削减率输出结果的敏感参数不尽相同,其中降雨量均为高敏感参数;利用变异系数法,判断参数的综合敏感程度,其主要敏感参数包括降雨量,蓄水层高度,种植土层和基质层的饱和含水率、饱和导水率和孔径分布参数;验证期内模型模拟和物模实测结果的均方根误差(root mean square error,RMSE)最高为0.131、相对误差(relative error,RE)均低于6.92%、纳什效率系数(Nash-Sutcliffe efficiency coefficient,NSE)和决定系数R2均为0.9以上,匹配度高,模拟结果可靠,为利用hydrus-1d改进生物滞留设施规划设计方法提供理论支撑。

摘要：针对污染物在包气带中运移过程的研究,目前较为认可的方法是采用hydrus-1d软件建立数学解析模型,进行包气带中污染物运移数值模拟研究,模拟污染物在包气带中的运移规律。模拟分析过程中采用的有关计算与反应参数多数为经验值,相关参数的取值对模拟分析的结果具有较大的影响。本文从给定的水文地质条件及其概念模型为基础,采用控制变量法,并以敏感性指数作为量化指标,研究不同分析参数对模拟结果的影响。得到结论 :针对本研究所选择的5个参数,在参数变幅范围为-40%^+40%的条件下,确定土壤特征曲线经验参数n的取值对模拟分析的影响最为敏感,其他参数的敏感性由大到小依次为:饱和导水率Ks、纵向弥散度、分配系数Kd、饱和含水率θ。

摘要：采用矩形脉冲模型随机模拟降雨过程,驱动hydrus模型分析土壤水分分布状况,应用析因设计方差分析方法量化降雨总量、降雨次数、极端降雨以及其时程分配特征对土壤含水率的影响。研究聚焦我国滨海平原盐碱地,以黄骅市为典型对象,定量分析3日逐小时降雨过程对不同深度土层(0~150 cm)土壤含水率的影响。结果表明:相较降雨过程的随机性而言,降雨对土壤含水率的影响因素降雨总量(A)>降雨次数(B)>极端降雨(C),且降雨总量与次数间二阶交互作用对土壤含水率影响显著(P<0.05);降雨总量一定时,当降雨次数较低(10次),其平均降雨强度较大,相较于降雨次数较高(15、20次),活跃层土壤含水率增高2.74%~6.23%,而相对稳定层土壤含水率降低5.66%~15.63%;随机降雨与均匀降雨对浅层土壤含水率影响的差异较小,但随着土层深度的增大,两种降雨方式下土壤含水率的差异不断增大,当降雨总量为250 mm时,均匀降雨条件下的稳定层土壤含水率相较于随机降雨最大增幅达39.52%,且相比于均匀降雨过程,随机降雨在降雨总量较小(160 mm与200 mm)时可入渗至稳定层;相较降雨总量对土壤含水率的影响,hydrus模型参数土壤饱和含水率(θs)的不确定性对土壤含水率影响更大。

摘要：【目的】探讨水分胁迫和覆膜对温室滴灌番茄根系生长和根系吸水状况的影响。【方法】以20 cm标准蒸发皿的累计蒸发量(E_(p))为依据,结合地膜覆盖情况,设置3个处理:无膜高水处理(WM-0.9,水面蒸发系数为0.9)、有膜高水处理(FM-0.9)和有膜低水处理(FM-0.5,水面蒸发系数为0.5)。系统研究水分胁迫和覆膜双因素影响下的温室番茄根系分布特征,利用hydrus-1d软件模拟了根系吸水量,在此基础上,阐明了不同根系吸水量对番茄产量和水分利用效率的影响机理。【结果】WM-0.9、FM-0.9处理和FM-0.5处理在20 cm土层内的根长分别占总根长的58.6%、56.2%和78.9%。hydrus-1d模拟的各土层土壤含水率的均方根误差在0.010 cm^(3)/cm^(3)以内,回归系数在0.867~1.076左右,各处理蒸腾量与根系吸水量的均方根误差均在0.581 mm/d以内,回归系数在0.890以上,说明模拟值和实测值具有较好的一致性。FM-0.9处理的根系吸水量最多,达240.9 mm,比WM-0.9处理和FM-0.5处理分别高24.4%和26.7%,其中0~40 cm土层为番茄根系的主要吸水层,WM-0.9、FM-0.9处理和FM-0.5处理在该层的根系吸水量分别占总吸水量的84.2%、85.7%和83.2%,同时WM-0.9处理和FM-0.5处理在土层20~40 cm的根系吸水量迅速下降,FM-0.9处理则仍可保持较高的根系吸水量。FM-0.5处理的水分利用效率和灌溉水利用效率分别为59.0 kg/m^(3)和70.3 kg/m^(3),比WM-0.9处理高34.4%和55.5%,比FM-0.9处理高11.3%和30.4%;FM-0.9处理的产量最高,为147.7 t/hm^(2),较WM-0.9处理和FM-0.5处理高19.3%和23.6%。【结论】依据番茄根系对水分反应的差异,在0.9E_(p)的灌溉定额下,结合覆膜栽培技术,可提高深层土壤水分的吸收和利用。

摘要：通过试验和模拟,研究生态滤沟对城市路面径流的净化效果及适宜工况。设计了半渗透型和防渗型两套生态滤沟试验系统,每套系统由5种典型填料滤沟组成。不同影响因素的多水平正交试验和单因素试验结果表明:填料组合方式是对整体处理效果影响最重要的因素,且以粉煤灰+沙(FS)为人工填料层的生态滤沟净化效果最好,防渗与半渗透型沟槽综合去除率分别为83.12%和73.18%,最佳淹没区高度为150 mm。建立了污染物(TN、TP)去除率、出水率与各影响因素的多元回归模型,经Nash-Suttcliffe系数和决定系数检验,拟合效果良好。采用hydrus-1d模型对3种入流浓度下TP在生态滤沟系统中的迁移进行了模拟,TP出水浓度模拟值与实测值平均相对误差分别为14.11%、17.33%和26.57%,模拟结果可靠。

摘要：利用6条配置不同填料的生物滞留槽中型试验装置,通过室外试验、数理统计和数学模拟研究填料类型、填料组合方式、填料厚度、污染物特性及植被条件等因素对生物滞留槽调控效果的影响。通过不同影响因素的多水平正交试验表明:选取粉煤灰为填料、厚度为45 cm,植被为黄杨+麦冬草时滞留槽去除污染物的综合效果最优;建立了总氮、总磷去除率与各影响因素的多元回归模型,并用hydrus-1d模型模拟了三种入流浓度下总磷在滞留槽中的迁移,模拟值与实测值的平均相对误差分别为16.51%、13.03%和23.49%,模拟结果可靠。

摘要：在半干旱地区,利用腾发盖层代替传统盖层,在相同的防渗效果下可以减少垃圾填埋场设计过度造成的浪费。以兰州地区为例,实验测试得到兰州黄土的土水特征曲线,求得田间持水量和萎蔫含水量;结合兰州地区2007—2008年气象资料,利用hydrus-1d软件,模拟了透过盖层的降水入渗量,分析了黄土盖层替代传统盖层的可行性。研究结果显示,31 cm厚的黄土盖层理论上可以满足阻止降水入渗的要求,与传统盖层相比,具有成本低、施工简单的优点。

摘要：为明确城市绿地产流过程的影响因素,比较不同径流系数计算方法的原理和特征,以北京城市绿地为例,采用理论计算、模型模拟和试验实测3类方法,比较KW(kinematic wave)方程、SCS-CN(soil conservation service curve number)算法、hydrus-1d模型和试验测试4种方式,定量分析在不同降雨、土壤、地形条件下的产流过程、影响因素及其对应的径流系数。研究表明,降雨量(重现期)、雨型、土壤物理性质(渗透性、前期湿润程度等)、绿地坡度等因素对产流过程有较大影响,不同条件和算法下绿地径流系数取值为0~0.53。建议在工程应用中,应结合场地条件和设计目标,选择适宜的径流系数确定方法和模型参数。研究成果可为我国城市绿地的径流系数研究提供参考。