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贡嘎山暗针叶林森林生态系统土壤水分运移特征分析被引量：8: 2008年; 开展优先流研究是土壤水运动机理研究由均质走向非均质领域的标志,可以有效解释早期水文学研究所困扰的不符合达西定律及对流--弥散方程等重大问题,但它在常规手段下难以获取。该文利用自制实验仪器,在研究区域开展室内土柱实验,系统分析研究区域土壤水分运移特征及优先流运移特征。结果表明:研究区域内4个演替阶段的土壤水分运动的壤中流过程主要表现为优先流,而土壤中的基质部分,则表现为不动区域。一旦优先流路径形成,土壤将不再阻拦水入渗,导致随后的降雨入渗穿过前面已经湿润并存在的优先流路径。优先流路径是研究区域水分在土壤中运移的主要途径,只要降雨雨强不停止,水将始终沿着优先流路径向下运移。运用综合染色示踪及影像分析技术对土柱出流液的流量、流速及通量数值进行分析,可以判断出研究区域的土壤优先流具有环绕特征和非平衡特征。; 牛健植余新晓张志强; 关键词：暗针叶林森林生态系统土壤水分运移优先流水分含量

贡嘎山暗针叶林生态系统土壤优先流研究初探被引量：9: 2008年; 优先流是一种常见的土壤水分运动形式,近年来被应用到不同科学领域,但目前仍然没有国际认可的标准定义。以非饱和带土壤水分运动规律为基础,该文利用自制实验仪器,开展室内土柱实验,与野外实地示踪影像分析相结合对贡嘎山暗针叶林生态系统进行优先流研究。研究采用示踪标定及示踪影像等方法,结合作者前期雷诺数计算分析,判定出研究区域土壤水分流动有优先流现象发生,并初步判定优先流类型是管流。同时采用驻留力矩分析穿透曲线(BTC)的平均穿透时间以及蔓延扩散和拖尾程度,结果表明优先流的穿透曲线具有不对称性。; 牛健植余新晓张志强; 关键词：流态优先流水分含量

Analysis of solute preferential transport in a dark coniferous forest ecosystem of Gongga Mountain,Sichuan Province,southwestern China: 2010年; We selected a dark coniferous forest ecosystem of Gongga Mountain in the upper reaches of the Yangtze River as our research area to study the preferential flow and solute preferential transport by adding the tracers KNO3 and KBr to the self-made soil column equipment in different ways to examine density and volume changes of inflows and outflows of a mass input (impulse input) and a stable,well-distributed input (step input)).The results showed that this dark coniferous forest ecosystem of Gongga Mountain is a typical area of preferential flow and solute preferential transport,a process that can be classified into five parts.A great amount of solute was transported at high speed as the result of preferential flow in the soil and caused the density of the solute in both deep water and in groundwater to rise rapidly,which definitely increased pollution in the deep soil layer.; NIU Jian-zhi YU Xin-xiao ZHANG Zhi-qiang; 关键词：溶质运输暗针叶林脉冲输入

优先流研究现状及发展趋势被引量：73: 2006年; 优先流是一种常见的土壤水分运动形式,它是土壤水运动机理研究由均质走向非均质领域的标志,但最初却没有真正的定义。综合介绍了目前国际上公认的土壤优先流定义、优先流多种表现形式及其重要特征,系统阐述了优先流的静态(内在)和动态(外在)影响因素、开展研究的基础理论以及实验研究技术,指出开展优先流研究可以有效及充分地解释早期水文学研究所困扰的不符合达西定律及对流-弥散方程等重大问题,但由于优先流运动过程具有非平衡性及区域特点,其自身类型较多,开展优先流研究同时加大了水文过程研究的难度及深度,所以长期以来没有得到充分重视,到目前为止,对于优先流运动机理尚未明确;开展优先流研究判定标准多样,但缺乏系统成形的判定标准;由于土壤本身就是异质性系统,对优先流研究需综合考虑尺度效应;虽然已有多种方法可以有效开展优先流研究,但缺少已获得国际标准认证的适用于具有快速环绕特性的优先流研究需要的现代仪器设备。同时还探讨了优先流研究的发展趋势。; 牛健植余新晓张志强; 关键词：优先流影响因素

贡嘎山暗针叶林生态系统溶质优先运移分析被引量：3: 2009年; 以长江上游贡嘎山暗针叶林生态系统为研究对象,利用自制土柱装置,以KNO3和KBr作为示踪试剂,采用集中输入(脉冲输入)和稳定均匀输入(阶跃输入)两种基本类型,通过淋洗液和出流液的浓度和体积变化获得穿透曲线对研究区域优先流及溶质优先迁移进行研究。结果表明:长江上游贡嘎山暗针叶林生态系统是优先流及优先迁移的典型区域,其优先流运移过程可以分成5个区域,土壤优先流过程引起溶质的快速大量迁移,导致土壤深层和地下水中溶质浓度快速提高,增加了深层土壤污染的程度。; 牛健植余新晓张志强; 关键词：优先流溶质运移水质

贡嘎山暗针叶林土壤优先流形成因素的初步研究被引量：4: 2006年; 该研究以长江上游贡嘎山暗针叶林生态系统的降雨过程、地被物层、根系层及土壤层的生长发育特点和水分运动状况为基础,利用自制实验仪器,在研究区域开展室内土柱实验,与野外实地示踪影像分析及树种根系调查相结合,针对研究区域土壤包气带根系层中水分快速运动的优先流形成的内外影响因子展开研究工作。研究结果表明研究区域土壤松散和多孔,土壤的孔隙度较大,大部分降雨为低强度、低雨量级和长历时,并具有较厚的地被物层和丰富的根系层,这些诱发因素存在,使研究区域——贡嘎山高山生态系统具有优先流形成的条件,降雨不会对土壤造成击溅作用,水分运移沿着土壤孔隙或植物根孔等处开辟优先路径,在地被物层及土壤层形成一个水流通道,随着长历时的降雨的继续,水分及其所携带的溶质继续沿着此路径向下运移。; 牛健植余新晓赵玉涛张东升陈丽华张志强; 关键词：优先流

贡嘎山暗针叶林生态系统基于KDW运动-弥散波模型的优先流研究被引量：11: 2007年; 利用自制的土柱装置,开展室内土柱实验,并与野外实地示踪影像分析相结合,针对研究区域土壤包气带根系层中水分快速运动的优先流展开研究,其目的在于系统分析优先流对径流过程的影响,为长江上游暗针叶林生态系统土壤水分运动规律研究及有效流域管理提供理论支持。研究采用雷诺数计算及野外示踪映像分析方法,判定证明在所研究地区,有优先流现象发生,优先流是处于层流及紊流之间的过渡流。同时针对成熟林坡积物土壤的水分运移状况分析表明研究区域的壤中流过程主要表现为优先流,而土壤中的基质部分,则表现为不动区域。研究在以往优先流模型构建的基础上,综合考虑了研究区域的实地情况,应用融入弥散波的运动波模型(KDW优先流模型),利用交叉模拟方法和统计分析方法将此模型与实地实验检验分析,认定KDW优先流模型实用性强、可靠程度较高,可较好地模拟贡嘎山暗针叶林生态系统实地。; 牛健植余新晓张志强; 关键词：土壤水分运动雷诺数

优先流问题研究及其科学意义被引量：43: 2005年; 优先流是近年来针对土壤水运动所提出的术语,它是一种较为常见的土壤水分运动形式,与土壤入渗、地表及地下水质密切相关。开展优先流研究,是土壤水运动机制研究由均质走向非均质领域的标志。分析优先流的基本涵义及特征,阐述大孔隙流、环绕流、管流、漏斗流、指流、沟槽流、短路流、部分置换流、地下强径流、非饱和重力流、异质流、摆动流及低洼再蓄满等优先流类型及其表征现象,论述优先流研究的科学意义,并指出了优先流研究存在的问题及未来发展方向。; 牛健植余新晓; 关键词：土壤水运动优先流土壤入渗地下水质

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国家自然科学基金(30471379)

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