2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、孔隙結(jié)構(gòu)直接影響水分在土表及土體內(nèi)的遷移途徑及方式,決定土壤的持水性、滲透性、導(dǎo)水性等水力性質(zhì)。研究土壤表土孔隙結(jié)構(gòu)特征對(duì)于我國(guó)區(qū)域土壤的侵蝕防治、環(huán)境保護(hù)和減少地下水污染等問(wèn)題均具有重要意義。網(wǎng)絡(luò)模型是模擬孔隙內(nèi)部結(jié)構(gòu)最為重要的一種方法。本文以第四紀(jì)紅粘土母質(zhì)發(fā)育的典型紅壤為示例土樣,綜合應(yīng)用序列切片法、數(shù)字圖像處理特別是3S技術(shù)分析和識(shí)別了不同降雨歷時(shí)的土壤微形態(tài)樣本,并在VB6.0的環(huán)境下開發(fā)建立孔隙網(wǎng)絡(luò)模型,提取了孔隙拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),

2、獲取了孔隙空間結(jié)構(gòu)特征定量表達(dá)。應(yīng)用模型統(tǒng)計(jì)分析了次降雨過(guò)程中表土樣本孔隙特征的時(shí)空變化規(guī)律,初步探討了土壤表土孔隙特征與土壤侵蝕過(guò)程間的關(guān)系,結(jié)果如下: (1)應(yīng)用形態(tài)學(xué)網(wǎng)絡(luò)模型理論,結(jié)合孔隙空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),通過(guò)系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì),規(guī)定了設(shè)計(jì)約束,確定了適合描述土壤孔隙空間拓?fù)涮卣鞯牡木W(wǎng)絡(luò)模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),采用面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)方法實(shí)現(xiàn)了孔隙網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建。模型研究了提高序列數(shù)字圖像垂直方向分辨率的關(guān)鍵算法,以及切片水平和垂直方向上像元

3、的連通判斷問(wèn)題,最后在空間拓?fù)淅碚摰闹С窒聦?shí)現(xiàn)了孔隙網(wǎng)絡(luò)模型的構(gòu)建。模型測(cè)試表明,此模型是孔隙結(jié)構(gòu)特征的直接映射,再現(xiàn)了孔隙三維結(jié)構(gòu),它較真實(shí)反映了孔隙在土壤中的空間分布,能夠定量獲取孔隙拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征。 (2)在對(duì)孔隙空間結(jié)構(gòu)拓?fù)潢P(guān)系研究的基礎(chǔ)上,從孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)土壤中水及溶質(zhì)的運(yùn)移的影響作用角度,分析了孔隙的大小、連通性等特性,提出了能夠評(píng)價(jià)孔隙結(jié)構(gòu)特征的定量指標(biāo)參數(shù):孔隙等效直徑、孔隙數(shù)量、孔隙度、孔隙有效長(zhǎng)度、孔隙傾斜度、扭曲

4、復(fù)雜度、孔隙連通度及水力半徑,實(shí)現(xiàn)了各指標(biāo)算法的計(jì)算。 (3)結(jié)合所建孔隙網(wǎng)絡(luò)模型,利用數(shù)值方法對(duì)次降雨過(guò)程中等效孔徑大于50μm紅壤孔隙結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行模擬與求解,得到了孔隙結(jié)構(gòu)特征及在次降雨過(guò)程中的變化規(guī)律。 從孔隙等效孔徑來(lái)看:在所有降雨時(shí)段內(nèi),較小孔徑孔隙數(shù)量較多,孔徑為200~400μm的孔隙所占面積比例最大。在次降雨過(guò)程中,小孔徑孔隙數(shù)量增多,大孔徑孔隙數(shù)量減少,孔隙面積比減?。辉诟魍寥牢哟沃?,平均孔徑逐漸增大

5、,表土L1、L2層的土壤孔隙由于受到雨滴的直接打擊,變化最為明顯。 通過(guò)對(duì)有效長(zhǎng)度大于2.5mm孔隙的三維指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析可知:示例土壤中孔隙結(jié)構(gòu)各指標(biāo)都有其分布規(guī)律,并隨著降雨時(shí)間的延續(xù)呈規(guī)律性變化。由于是擾動(dòng)后填充的土壤,供試土樣中大孔隙較多,大孔隙度為4~7%。土壤中孔隙的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,絕大多數(shù)孔隙網(wǎng)絡(luò)的扭曲復(fù)雜度τ在1~2mm/mm范圍內(nèi);土壤的連通性較高,平均歐拉數(shù)在0.2~0.8范圍內(nèi),大部分孔隙水力半徑在0.05~0.

6、1mm范圍內(nèi)??紫毒W(wǎng)絡(luò)傾斜度δ大致在45°以內(nèi),表明孔隙在垂直方向上有較好延伸。具有較大有效長(zhǎng)度的孔隙各項(xiàng)參數(shù)均大于其他孔隙,有效長(zhǎng)度30~40mm的孔隙τ值可達(dá)到6.5mm/mm,R值可達(dá)0.18mm,雖然這部分孔隙數(shù)量很少,但對(duì)土壤中水及溶質(zhì)的傳導(dǎo)能力影響較短孔隙要大的多。三維指標(biāo)在降雨過(guò)程呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律,在次降雨前期,孔隙度、水力半徑持續(xù)減小,孔隙傾斜度、扭曲復(fù)雜度、歐拉數(shù)增大,表明孔隙連通性、傳導(dǎo)性隨降雨時(shí)間的延續(xù)而降低,對(duì)

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