Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự bay hơi từ mặt đất trống trải với các độ sâu mực nước khác nhau dựa trên một thí nghiệm tại chỗ ở cao nguyên Ordos, Trung Quốc
Tóm tắt
Các quá trình động của sự bay hơi từ mặt đất là phức tạp và liên quan đến nhiều yếu tố như ảnh hưởng khí tượng, độ sâu mực nước ngầm và các vật liệu trong vùng không bão hòa. Để nghiên cứu sự bay hơi từ mặt đất trong một vùng không bão hòa đồng nhất, một thí nghiệm tại chỗ đã được thực hiện tại cao nguyên Ordos của Trung Quốc. Hai độ sâu mực nước được chọn để khám phá sự di chuyển nước trong vùng không bão hòa và sự bay hơi từ mặt đất. Dựa trên các kết quả thí nghiệm và tính toán, các phát hiện được rút ra như sau: (1) sự bay hơi từ mặt đất trống trải là giai đoạn bị giới hạn bởi khí quyển khi độ sâu mực nước gần với chiều cao mao dẫn; (2) sự bay hơi từ mặt đất trống trải là giai đoạn bị giới hạn bởi dung tích nước khi độ sâu mực nước vượt quá chiều cao mao dẫn; (3) nước ngầm có ít tác động lên sự bay hơi từ bề mặt đất khi độ sâu nước lớn hơn chiều cao mao dẫn; và (4) sự bay hơi từ đất lớn hơn vào ban đêm so với ban ngày; và (5) một vùng tương tác chất lỏng-hơi ở độ sâu gần 20 cm được tìm thấy, trong đó có một dòng khí hơi đi xuống vào những ngày nắng, dẫn đến xu hướng tăng độ ẩm đất từ 09:00 đến 17:00; giá trị tối đa đạt được vào giữa trưa. Các kết quả của cuộc điều tra này có thể hữu ích trong việc hiểu rõ hơn về các quá trình động của sự bay hơi từ mặt đất ở những khu vực khô hạn.
Từ khóa
#sự bay hơi #mực nước ngầm #vùng không bão hòa #cao nguyên Ordos #độ sâu mực nước #độ ẩm đấtTài liệu tham khảo
Assouline S, Tyler SW, Selker JS, Lunati I, Higgins CW, Parlange MB (2013) Evaporation from a shallow water table: diurnal dynamics of water and heat at the surface of drying sand. Water Resour Res 49(7):4022–4034
Bittelli M, Ventura F, Campbell GS, Snyder RL, Gallegati F, Pisa PR (2008) Coupling of heat, water vapor, and liquid water fluxes to compute evaporation in bare soils. J Hydrol 362(3):191–205
Boulet G, Braud I, Vauclin M (1997) Study of the mechanisms of evaporation under arid conditions using a detailed model of the soil–atmosphere continuum: application to the EFEDA I experiment. J Hydrol 193(1–4):114–141
Chen WP, Hou ZN, Wu LS, Liang YC, Wei CZ, Yang JS (2011) Evaluating salinity distribution in soil irrigated with saline water in arid regions of northwest China. Agric Water Manag 97(12):2001–2008
Deol P, Heitman J, Amoozegar A, Ren T, Horton R (2012) Quantifying nonisothermal subsurface soil water evaporation. Water Resour Res 48(11):11503
Genuchten MTV (1980) A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Sci Soc Am J 44(44):892–898
Goss K-U, Michael M (2007) Estimation of water transport based on in situ measurements of relative humidity and temperature in a dry Tanzanian soil. Water Resour Res 43(43):160–163
Gran M, Carrera J, Massana J, Saaltink MW, Olivella S, Ayora C, Ioret L (2011) Dynamics of water vapor flux and water separation processes during evaporation from a salty dry soil. J Hydrol 396(3–4):215–220
Han JB, Zhou ZF, Fu ZM, Wang JW (2014) Evaluating the impact of nonisothermal flow on vadose zone processes in presence of a water table. Soil Sci 179(2):57–67
Hillel D (2012) Soil and water: physical principles and processes. Elsevier, Amsterdam
Jiang J, Zhao L, Zhai Z (2016) Estimating the effect of shallow groundwater on diurnal heat transport in a vadose zone. Front Earth Sci 10(3):513–526
Lai J, Ren L (2007) Assessing the size dependency of measured hydraulic conductivity using double-ring infiltrometers and numerical simulation. Soil Sci Soc Am J 71(6):1667
Lehmann P, Assouline S, Or D (2008) Characteristic lengths affecting evaporative drying of porous media. Phys Rev E Statistic Nonlinear Soft Matter Phys 77:056309
Li X, Jin M, Huang J, Yuan J (2015) The soil–water flow system beneath a cotton field in arid north-west China, serviced by mulched drip irrigation using brackish water. Hydrogeol J 23(1):35–46
Milly PCD (1982) Moisture and heat transport in hysteretic, inhomogeneous porous media: a matric head-based formulation and a numerical model. Water Resour Res 18(3):489–498
Mualem Y (1976) A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media. Water Resour Res 12(3):513–522
Noborio K, Mcinnes KJ, Heilman JL (1996) Two-dimensional model for water, heat, and solute transport in furrow-irrigated soil: II. field evaluation. Soil Sci Soc Am 60(4):1010–1021
O’Brien R, Keller CK, Strobridge DM (2004) Plant-cover effects on hydrology and pedogenesis in a sandy vadose zone. Geoderma 118(1–2):63–76
Saito H, Šimůnek J (2009) Effects of meteorological models on the solution of the surface energy balance and soil temperature variations in bare soils. J Hydrol 373(3–4):545–561
Saito H, Simunek J, Scanlon BR, Reedy RC (2006) Numerical analysis of coupled water, vapor and heat transport in the vadose zone using HYDRUS. Vadose Zone J 5(2):784–800
Salvucci GD (1997) Soil and moisture independent estimation of stage-two evaporation from potential evaporation and albedo or surface temperature. Water Resour Res 33(1):111–122
Scanlon BR, Milly PCD (1994) Water and heat fluxes in desert soils: 2. numerical simulations. Water Resour Res 30(3):721–734
Selim T, Bouksila F, Berndtsson R, Persson M (2013) Soil water and salinity distribution under different treatments of drip irrigation. Soil Sci Soc Am J 77(4):1144–1156
Shimojimaa E, Yoshioka R, Tamagawa I (1996) Salinization owing to evaporation from bare-soil surfaces and its influences on the evaporation. J Hydrol 178(1–4):109–136
Shokri N, Salvucci GD (2011) Evaporation from porous media in the presence of a water table. Vadose Zone J 10(4):1309–1318
Smits KM, Ngo VV, Cihan A, Sakaki T, Illangasekare TH (2012) An evaluation of models of bare soil evaporation formulated with different land surface boundary conditions and assumptions. Water Resour Res 48(12):12526
Vanderborght J, T Fetzer, K Mosthaf, KM Smits, Helmig R (2017) Heat and water transport in soils and across the soil-atmosphere interface: 1. theory and different model concepts. Water Resour Res 53(2):1057–1079
Wang W, Li J, Feng X, Chen X, Yao K (2011a) Evolution of stream-aquifer hydrologic connectedness during pumping: experiment. J Hydrol 402(3–4):401–414
Wang W, Li Y, Yang F, Hou L, Zhao G, Li J (2011b) Experimental and numerical study of coupled flow and heat transport. Water Manag 164(10):533–547
Wang W, Li J, Wang W, Chen X, Cheng D, Jia J (2014) Estimating streambed parameters for a disconnected river. Hydrol Process 28(10):3627–3641
Wang W, Zhang Z, Yeh TCJ, Qiao G, Wang W, Duan L, Huang S-Y, Wen J-C (2017) Flow dynamics in vadose zones with and without vegetation in an arid region. Adv Water Resour 101:68–79
Xing X, Ma X, Shi W (2015) Daytime and nighttime groundwater contributions to soils with different surface conditions. Hydrogeol J 23(8):1–11
Yeh PJF, Eltahir EAB (2005) Representation of water table dynamics in a land surface scheme, part I: model development. J Clim 18(12):1861–1880
Zha Y, Yang J, Shi L, Song X (2013) Simulating one-dimensional unsaturated flow in heterogeneous soils with water content-based Richards equation. Vadose Zone J 12(2):1–13