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世界人口的不断增长,土地资源的日益减少和退化,使得人类必须提高土壤生产能力,改良和利用盐碱化土地,以增加粮食的供应。农业化肥和农药施用的日益增多,工业废水和其它废弃物质的不合理排放,给土壤和地下水带来了严重污染,直接威胁着生态环境和人类健康。因此,如何改良和利用盐碱化土地、减少工农业生产及生活垃圾对土壤和水体的污染已经成为世界关注的课题。这些问题有利地促进了土壤溶质运移的研究。当前计算机技术的发展,使运用土壤溶质运移理论与方法对各种生产、生活实际问题作出模型和预测成为可能。构造模型进行预测的关键在于确定模型参数,在土壤溶质运移模型中一般包括弥散系数和延迟因子两个参数。 本研究以半无限溶质运移对流-弥散方程为例建立定解条件,运用Laplace变换推导出瞬态条件下溶质浓度在任意时刻和任一地点的解析解。以SO42-为示踪剂进行土柱实验,采用EDTA法分别测得三种不同土壤(红壤、水稻土和潮土)条件下溶质浓度的时空分布。通过CXTFIT程序拟合实测浓度得到的穿透曲线(BTC)与实际的穿透曲线比较,两者均出现在一个明显的梯度上,而且实测值和拟合值的最大差值也出现在这个梯度上,其中红壤穿透土柱的历时最短。CXTFIT程序、斜率法和图解法对水动力学参数的估算结果比较,三种方法得到的延迟因子R值非常接近,说明它们对R值的估算有很好的一致性,其中红壤的R值都小于1,表明红壤对SO42-产生了解吸作用;水稻土和潮土的R值都大于1,表明它们对SO42-产生了吸附作用。利用斜率法得到的弥散系数D0值在Brenner数较小时与拟合的D0值很接近,而Brenner数较大时则只在BTC的中前段才有类似的结论。图表法是一种新的估算水动力学参数的方法,其估算的D0值在dc/dt~t和t3/2dc/dt~t关系曲线上出现较大差异,只有在两类曲线上升段和下降段的中部使用同一浓度梯度对应的时间才能获得较好的结果。相比而言,图表法对入渗速度较慢的土壤能更好地发挥作用。三种方法得到的弥散系数中,红壤均比水稻土和潮上要高一个数量级。 CXTFIT程序、斜率法和图解法估算参数都需要利用现场的实验数据,因此可以通过增加BTC较大梯度处的实测数据和使用精密仪器减少化学实验带来的误差来提高参数估算的精度。