草原露天矿区劣质土壤水平扩散特征与模拟OA

为探究草原露天矿区不同类型土壤的水平扩散特征,以内蒙古鄂尔多斯市伊旗武家塔矿区的原状土、矿山堆积土和生态改造土3种不同立地类型的土壤为对象,通过土壤质地、扩散率、含水率等测试试验,采用HYDRUS-1D软件,对原状土、矿山堆积土和生态改造土入渗特性进行数值模拟,分析各因素对矿区土壤入渗规律的影响,探讨草原露天矿区不同类型土壤水平扩散过程的影响及变化规律.结果表明,在一维水平入渗运动条件下,原状土、堆积土、生态改造土3种不同粒径土壤的湿润锋运移距离与时间曲线整体呈现相似变化,随着入渗时间的增加,湿润锋运移距离呈现先快速增加,后缓慢推进趋势.同一种土壤类型条件下,土壤的湿润锋到达土柱最末端所需时间与土层深度呈反比关系,随着土层深度的增加,所需时间逐渐减少,且平均扩散速率更快;在同一入渗时间下,湿润锋运移距离与土层深度呈正比关系,随着土层深度增加,湿润锋运移距离也相应增大.Boltzmann参数(λ)随着土壤含水率的增加而逐渐减小,各土壤的λ～θ关系曲线随土壤含水率的增加呈现下降趋势.当θ达到某一临界值之后,λ急剧减少,原状土、堆积土和改造土各土层θ临界值略有差异,原状土各土层的θ临界值为0.29,堆积土各土层分别为0.24,0.28,0.30,而生态改造土除60—90 cm外,其余土层的θ临界值为0.31.通过HYDRUS-1D模型结合水平土柱剖面含水量变化对土壤水力参数进行反演,模拟3种土壤面含水量的变化,R2均大于0.91,纳什效率系数(NSE)均大于0.95,均方根误差(RMSE)均小于0.20.利用HYDRUS-1D模型反演土壤水力参数模拟矿区劣质土壤水平入渗过程,能较好地模拟入渗过程,描述矿区不同土地类型的土壤水分动态变化规律,为矿区的土壤水分动态监管及生态治理提供参考依据.