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松嫩平原盐碱土水盐运移的热力学机制研究——以吉林省长岭县十三泡地区为例

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第一章松嫩平原盐渍土的基本概况

1.1松嫩平原盐渍土自然概况

1.1.1地理概况

1.1.2水文和水化学特征

1.1.3气候特征

1.1.4母质特征

1.1.5植被特征

1.2研究区自然概况

1.2.1研究区自然概况

1.2.2研究区水化学特征

第二章相关的热力学理论

2.1盐碱土是一个开放系统

2.2热力学理论

2.3盐碱土溶液的热力学概念理解

2.3.1气相与液相联系

2.3.2热力学溶液

2.4平衡常数K

2.4.1影响平衡常数的因素

2.4.2土壤水溶液平衡模式

2.5土壤溶质迁移的动力学模式

2.5.1水动力弥散方程

2.5.2达西定律(Darcy)

2.5.3土壤水运动的毛细理论

2.6相变理论

2.6.1相变平衡

2.6.2共晶相变系图

2.6.3结晶的热力学原理

2.6.4晶体生长理论

第三章论文研究区的土壤物理化学性状及研究手段

3.1论文研究区的物理化学性状

3.1.1研究区土壤分形研究

3.2研究方法

3.2.1研究方法与手段

3.2.2定位观测地点

3.2.3土壤物理性质的测定

3.2.4研究区小气候测定

3.2.5研究区水分特征曲线

3.2.6土壤化学性质的测定

第四章松嫩平原盐碱土地温变化规律

4.1非冻融季节地温的变化规律

4.1.1非冻融时期日变化规律

4.2.冻结期地温变化规律

4.2.1土壤表层温度日变化规律

4.2.2地温日变化规律

4.3融化期地温变化规律

4.3.1地温变化规律

小结

第五章冬季盐碱土冻结土壤水溶液迁移的热力学机制

5.1土壤冻结过程

5.1.1冻结缘形成过程

5.1.2下冻土缘形成的热力学机制

5.1.3下冻结缘的发展

5.2冻土中的水溶液迁移

5.2.1冻结条件下土壤水分特征

5.2.2冻结土体的水溶液迁移机制

5.3下冻结缘水汽迁移机制

5.3.1下冻结缘压力特征

5.3.2冻结缘土壤水分迁移的热动力机制

5.3.3冻结土壤水溶液迁移的动力学特征

5.3.4冻结条件下土壤气态水运移的机制

小结

第六章融化季节盐碱土土壤水溶液迁移的热力学机制

6.1融化期土体的水溶液迁移特征

6.1.1土壤表层的水分特征

6.1.2上冻土缘的水分特征

6.1.3融化期土体冻结层的水分特征

6.1.4冻土层中的未冻水含量迁移特征

6.1.5融化期土体的盐分变化特征

6.2上冻结缘化学热力学平衡

6.2.1上冻土缘的形成

6.3土壤表层蒸发的热力学特征

6.3.1春季土壤表层的热量平衡特征

6.3.2春季土壤表层的分平衡的热力学机制

6.4融化期土壤水溶液迁移的动力学机制

6.4.1盐结壳的水盐迁移的机制

6.4.2冻土土体的水分迁移机制

小结

第七章松嫩平原非融冻季节盐碱地水盐运移的热力学机制

7.1研究区土壤水分特征曲线

7.2秋季水盐运移特征

7.2.1研究区土壤液态水迁移日变化特征

7.2.2秋季水分变化特征

7.2.3秋季土壤盐分变特征

7.3秋季土壤水盐迁移的热力学机制

7.3.1土壤水溶液的热力学张衡

7.3.2动力学特征

7.4降雨对盐碱土水盐运移的影响

小结

第八章结论

参考文献

致谢

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摘要

本论文以作者第一手数据,分析了松嫩平原一年四季盐碱土的水盐迁移特征,并给以过程分析和热力学机制的解释.从热力学观点看,土水体系中的水分运动是由于体系内的水溶液处于不平衡状态引起的.这种不平衡是由许多物理的、化学的力综合作用的结果.对于非冻土,非饱和土壤总水势主要由重力势和基质势构成;对于冻土,不仅要考虑温度本身的影响,还要考虑温度变化引起的土壤水溶液的化学势梯度的变化.冻土中的未冻水的化学势是未冻水含量和温度的二元函数.总之,土水势梯度是土体中水分运动的驱动力,未冻水运动是冬季冻结层中水溶液运动的主要方式,温度是导致土壤中水分相变、制约未冻水含量及相应制约土水势的一个重要因素.

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