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《中国农村水利水电》2017,(7)
为了探明盐分对土壤孔隙特征及分形特征的影响,采用CT(computed tomography)扫描技术获取了6个盐分处理(ECe:S1=8.52 d S/m,S2=21.89 d S/m,S3=24.78 d S/m,S4=25.71 d S/m,S5=26.36 d S/m,S6=33.26 d S/m)的土壤分层剖面图像,并结合Image J软件提取分析了土壤孔隙数目、孔隙面积等参数在土壤剖面上的分布特征,同时,采用杨培岭模型计算了土壤分形维数。结果表明:盐分影响土壤孔隙结构的形成和分布,具体而言,从S1到S6,随着盐分的增加,土壤孔隙度先减小后增加,S1盐分处理(ECe=8.52 d S/m)的孔隙度明显大于其他盐分处理,并且,S1盐分处理的孔隙度波动也大于其余5个盐分处理,S4(ECe=25.71 d S/m)盐分处理的孔隙度最小;此外,土壤孔隙数也表现为先减少后增加的趋势,S4(ECe=25.71 d S/m)总孔隙数最少(481)。在本次土样深度分析范围(6.3~44.1 mm)内,土壤孔隙结构随深度并无明显的关系。土壤分形维数计算结果表明,盐分影响土壤的分形维数,随着盐分的增加,分形维数先减小后增大,S4最小(2.58),同盐分对土壤孔隙的影响规律一致,进一步说明盐分影响土壤的物理性质,同时壤土(S1和S6)的分形维数大于粉质壤土(S2~S5),说明土壤质地变细,分形维数有增大的趋势。同时,和其他获取土壤孔隙结构特征的方法相比,CT结合Image J的方法可以快速准确地获取土壤孔隙的大小、数目等几何参数,处理过程方便快捷,操作简单,更能批量处理。 相似文献
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杨凌包气带深层黄土颗粒分形特性的实验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
通过对包气带深层黄土土壤样品颗粒组成的分析,研究了土壤颗粒体积分形维数与土壤各粒级含量的关系.同时利用实测的土壤水分特征曲线,拟合得到其分形模型中的孔隙大小分形维数,最后对颗粒体积分形维数与拟合的孔隙大小分形维数的关系进行了对比研究.结果表明:体积分形维数介于2.577～2.748之间,且随包气带层深度的增加分形维数呈减小趋势;体积分形维数与0.5～0.25 mIn、0.02～0.002 mm颗粒含量呈显著负相关,与0.25～0.05 mm、＜0.002 mm颗粒含量呈显著正相关,所建立的多元回归方程拟合的体积分形维数相对误差限为0～0.42%,具有较高的精度;同一质地的颗粒体积分形维数与土壤水分特征曲线分形模型中的孔隙大小分形维数呈良好的线性关系. 相似文献
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《中国农村水利水电》2020,(10)
以目标孔隙率24%,水胶比0.32,粗骨料粒径16～26 mm的现浇植被混凝土为研究对象,通过计算机断层(CT)扫描技术获取试件的序列图像,采用Image J软件从细观角度分析二维平面孔隙特征;采用Avizo软件重建孔隙三维细观模型,分析孔隙空间结构并进行单相渗流模拟。结果表明:孔隙直径、孔隙面积均呈单峰分布,孔隙大小比较均匀;孔隙形状接近一个正圆;平面孔隙率平均值与实测孔隙率相差不大;计盒维数法测得的分形维数表明孔隙具有较好的分形特征;三维孔隙空间分布范围与二维定量分析具有一致性;孔喉尺寸呈正态分布,表明孔隙间连通性良好;压力梯度分布及流线分布有利于分析植被混凝土的渗流机理,模拟结果与试验结果吻合较好,验证了重建的三维模型的可靠性。 相似文献
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长期再生水灌溉后土壤孔隙分布的多重分形特征 总被引：1，自引：0，他引：1
土壤结构是表征土壤质量的重要指标之一.为了定量表征长期再生水灌溉后土壤孔隙分布的非均匀性,以不同年限再生水灌溉后的土壤为研究对象,采用KYKY-2800B型扫描电子显微镜获取土壤数字图像,利用数字图像处理技术测定了土壤的孔隙分布特征,运用多重分形谱参数描述了土壤孔隙分布的非均质性,探讨了土壤孔隙分布多重分形曲线对称性的意义.结果表明:多重分形谱可以定量描述土壤孔隙分布的非均质性,土壤孔隙分布的多重分形奇异谱函数α-f(α)表现为非对称连续性分布,奇异谱宽度Δα表征了土壤孔隙分布的非均质特征,大兴区北野厂灌区农田土壤孔隙分布的多重分形谱宽度Δα普遍大于石景山衙门口灌区土壤,即具有30 a再生水灌溉历史的土壤其孔隙分布的非均匀性较50 a再生水灌溉历史的土壤孔隙分布的非均匀性大,且北野厂灌区土壤小孔隙的数目小于石景山衙门口灌区土壤小孔隙数目.多重分形参数可以作为定量表征土壤孔隙分布非均匀性的重要指标. 相似文献
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陕西杨凌土壤粒径分布体积分形维数特征分析及预测 总被引：2，自引：0，他引：2
基于Mastersizer2000激光粒度仪测定的土壤颗粒体积分布信息,研究了杨凌地区土壤粒径分布体积分形维数与土壤基本物理特性之间的关系,建立了该地区土壤粒径分布体积分形维数的估算函数。结果表明,杨凌地区0～20cm和20～40cm土层土壤粒径分布体积分形维数的平均值分别为2.649 1和2.626 2;0～20cm和20～40cm土层土壤粒径分布体积分形维数都与粘粒质量分数的相关性最为显著,与砂粒质量分数的相关性次之;建立的估算函数预测精度较高,其中0～20cm和20～40cm土层土壤粒径分布体积分形维数预测值的相对误差分别介于-0.298%～0.726%和-0.179%～0.772%之间。 相似文献
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麦秸预处理方式对黄绵土结构及低吸力段持水性的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
通过土柱模拟培养试验,对比研究秸秆经过粉碎、氨化预处理及与无机土壤改良剂(硫酸钙)混合配施对黄绵土结构及低吸力段持水特性的影响。结果表明,秸秆经粉碎、氨化预处理及与土壤改良剂配施后能显著提高土壤结构稳定性,降低土壤结构分形维数。其中粉碎氨化秸秆对提高土壤稳定性具有一定的迟效性。秸秆经过不同预处理后施入土壤使土壤孔隙连通性降低,并随着秸秆的分解得到改善。其中长秸秆对土壤孔隙连通性改善作用较粉碎秸秆差。试验表明,土壤团聚体分形维数与土壤结构评价指标均呈极显著负相关关系(P<0.01),土壤团聚体分形维数FD与低吸力段土壤孔隙分形维数Dp之间呈极显著直线相关关系,相关系数为-0.80。FD与Dp两者结合分析可定量描述不同预处理秸秆对土壤结构、低吸力段持水特性的动态影响过程。 相似文献
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《灌溉排水学报》2021,(5)
【目的】研究滨海土壤团聚结构及其分形特征,为合理利用滩涂土地资源提供理论依据。【方法】以江苏省东台市条子泥垦区为研究对象,利用湿筛法测定土壤水稳性团聚体组成,探究了垦区内荒地和水稻田土壤团聚体分形维数特征;利用因子分析法研究了各理化因子对滨海土壤团聚体分形维数的影响。【结果】与垦区荒地相比,种植水稻后土壤大团聚体量增加了4.21%,分形维数减小了0.03。土壤团聚体分形维数与较大粒径团聚体量显著负相关,而与较小粒径团聚体量显著正相关。土壤平均重量直径和几何平均直径均与分形维数显著负相关。土壤中Na~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、K~+、SAR(钠吸附比)、Cl~-对研究区土壤团聚体分形维数贡献率较大,且与分形维数显著正相关。【结论】水稻种植能使滨海土壤中大团聚体量增加,分形维数降低,团聚结构有所改善;部分土壤理化性质(Na~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、K~+、SAR、Cl~-)对土壤团聚体分形维数贡献率较大且与其显著正相关。 相似文献
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黄土高原土壤粒径分形特征及其对土壤侵蚀的影响 总被引：8，自引：0，他引：8
采用单重和多重分形方法分析晋西黄土丘陵沟壑区土壤粒径分布特征、不同土地利用类型对土壤粒径分形参数的影响以及分形参数与土壤粒径分布之间的关系。结果表明:黄土高原不同地区的土壤粒径分布不同,采用激光法测定的土壤粒径分布在粉粒域和砂粒域内,需要通过优化来重新确定粘粒域、粉粒域和砂粒域3个尺度域的界线。通过测定得出研究流域内土壤粒径分布在20~100μm较为狭窄的范围内,呈现明显的非均匀性,需要采用多重分形来表述其分布特征。粉粒域维数Dsilt与粘粒和粉粒的体积分数呈极显著正相关关系(P0.01),而砂粒域维数Dsand与砂粒体积分数呈负相关关系且不显著,可以利用Dsilt预测土壤质地的变化和不同土地利用类型遭受侵蚀的程度。不同土地利用类型对土壤粘粒、粉粒、砂粒的体积分数以及粉粒域维数Dsilt、容量维数D0、信息维数D1和信息维数与容量维数的比值D1/D0有极显著影响(P0.01),对砂粒域维数Dsand有显著影响(P0.05),表明可用多重分形参数作为反映土地利用类型对土壤物理性质影响的指标。 相似文献
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采用干筛法和湿筛法测定了深圳市乔木、灌木、草地植被绿地土壤团聚体粒径质量分布,并基于分形理论研究了土壤团聚体分形特征。结果表明,①乔木、灌木、草地之间土壤>0.25mm粒级团聚体、平均质量直径及土壤分形维数均差异显著;土壤团聚体稳定性总体表现为草坪绿地>乔木绿地>灌木绿地。②土壤非稳性团聚体分形维数、>0.25mm粒级团聚体以及平均质量直径之间均极显著相关;水稳性团聚体分形维数、>0.25mm粒级团聚体、破坏率以及平均质量直径之间均极显著相关。植被类型显著影响城市绿地土壤团聚体分布及其分形特征。 相似文献
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水及溶质在大孔隙土壤中运移的实验研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
详细介绍了有关水及溶质在有大孔隙的土壤中运移确定土壤大孔隙大小分布的实验及含有大孔隙土壤的水流实验。指出今后应进行大量的室内外实验和改进观测方法来获得大量的数据资料 ,从定性和定量二方面来研究大孔隙流。最后介绍了分形几何在土壤大孔隙流研究中所取得的成果 ,指出应用分形几何确定土壤大孔隙流性质是一种省时、省力和代表性的好的方法 相似文献
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不同土层土壤特性空间变异性关系的联合多重分形研究 总被引：4，自引：0，他引：4
应用联合多重分形理论研究了0～20 cm土层土壤含水率、土壤电导率、砂粒含量、粘粒含量、粗粉粒含量、土壤粒径分布体积分形维数、土壤容重、有机质含量的空间变异性与20～40 cm土层对应变量空间变异性在多尺度上的相互关系。结果表明:相对于0～20 cm土层上述变量的空间变异性,20～40 cm土层粗粉粒含量、有机质含量空间变异性的变化率最大,土壤电导率、粘粒含量、土壤粒径分布体积分形维数空间变异性的变化率最小,砂粒含量、土壤含水率、土壤容重空间变异性的变化率介于两者之间;多尺度上,0～20 cm土层土壤含水率、土壤容重、有机质含量、粘粒含量、砂粒含量、土壤电导率、土壤粒径分布体积分形维数、粗粉粒含量与20～40 cm土层对应变量空间变异性在多尺度上的相关性依次减弱。 相似文献
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为探求山丘区中小河流滩地土壤物理性质及空间分布特征,以浙江省龙游县灵山港滩地为试验对象,通过野外取样与室内测定分析,分析研究了山丘区中小河流滩地表层土壤的密度、体积质量、孔隙度、饱和含水率、颗粒组成等滩地土壤物理性质变化与空间分布特征。结果表明,河道沿线滩地土壤物理性质空间差异性显著,主要表现为:(1)从上游至下游,滩地土壤密度沿程降低,中游区段土壤体积质量最小,总孔隙度以及饱和含水率最大。(2)土壤颗粒组成以粗颗粒(粗砂,细砂)为主,在河道纵向上,随着河道坡降变缓,水流能态减小,粗颗粒质量分数降低,细颗粒(粉粒,黏粒)质量分数及土壤粒径分维值(D)增加,滩地土壤颗粒沿程细化。(3)由于水流条件及植被类型的影响,在不同滩位上,高滩处林地土壤细颗粒组质量分数及土壤粒径分维值最高,分别为36.38%和2.66,土壤粒径分维值能够反映出不同沉积环境对土壤颗粒分布的影响。 相似文献
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喀斯特地区黄壤土壤水库蓄存能力及分形估算 总被引：2，自引：0，他引：2
以重庆市黔江区喀斯特地区3种典型黄壤为研究对象,分析了其土壤水库蓄存能力,通过构建2种土壤粒径分形模型对3种土壤的土壤水库蓄存能力做了推导预测。结果表明,喀斯特地区黄壤土壤水库蓄存能力受到土壤密度、有机质、土壤颗粒和土层厚度的共同作用;以土粒粒径与颗粒数量关系求得的土壤分形维数(D1),以及以土粒粒径与颗粒质量关系求得的土壤分形维数(D2),可以用来推求喀斯特地区黄壤的田间持水率和萎蔫系数;利用土壤粒径分布进行的土壤水库蓄存能力预测,萎蔫系数的预测情况较田间持水率较差,这也造成了无效水库容与有效水库容预测精度比贮水库容和通透库容的预测低。 相似文献