發(fā)布時間：2020-11-08 23:47

　　 土壤孔隙是其發(fā)揮自身功能的結構基礎,目前關于遺址土壤尤其是陵區(qū)土壤的孔隙結構國內相關研究較少。土壤的水鹽分布是土壤水鹽運移的研究基礎,地下水補給是降水入滲包氣帶的最終結果,也是鹽分穿過土層污染地下水的途徑,目前有關遺址區(qū)包氣帶水鹽運移對遺址區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響和地下水污染的研究較少。本文基于CT掃描技術研究了秦始皇陵兵馬俑3號坑不同位置且具有不同歷史背景的遺址土壤孔隙結構,揭示了不同遺址土壤的孔隙在多重尺度下的分布和形態(tài)特征差異,并通過孔隙結構分析的結果,揭示了遺址的修筑工藝從一定程度上可以反應在土壤的孔隙結構特征上。另基于氯離子質量平衡法評估了皇陵園區(qū)周邊不同土地利用方式下的地下水補給情況并分析了誤差原因,解釋了誤差來源,闡明了秦始皇陵園區(qū)周圍的包氣帶水鹽分布規(guī)律,揭示了過量施肥和人工灌溉對深層地下水的污染機制。主要的研究結果如下:(1)不同遺址土壤和非遺址土壤的孔隙差異情況具體體現(xiàn)在孔隙度、孔隙數(shù)目、孔隙形狀、孔隙結構的連通性和復雜程度等多個孔隙特征中,細夯土和粗夯土都含有較多的土壤孔隙,燒結土的孔隙數(shù)較少;燒結土的孔隙度要顯著高于其他兩種遺址土和非遺址土;相較而言細夯土中幾乎沒有當量孔徑100μm的大孔隙存在,且孔隙分布和大小都很均勻,孔隙形狀也較規(guī)則,狹長孔隙和不規(guī)則孔隙較少,粗夯土中孔隙分布不均勻,大孔隙、狹長孔隙和不規(guī)則孔隙均較多,燒結土中孔隙類型以大孔隙為主并且形態(tài)較規(guī)則,孔隙連通性和復雜程度較低。(2)細夯工藝可以顯著降低土壤孔隙度,并提高孔隙結構的均一性,使得土壤結構變得致密;粗夯工藝雖也在能一定程度上提升土體結構的密實程度,但總體上還是與細夯工藝對土體結構帶來的影響相差較大;火燒會使得土體和孔隙膨脹,土壤結構變得疏松。粗夯工藝適合在修筑前用來對墓室地基進行夯實,而細夯土穩(wěn)定性更優(yōu)異,適合被應用在夯土墻的筑造中,在建筑中起到主承重作用。(3)園區(qū)包氣帶土壤水分的空間分布和土壤質地具有較強的相關性,土壤水分分布與粘粒和粉粒具有較好的正相關性,而與砂粒則存在負相關性。水分垂直分布特征與黃土-古土壤序列有關,而且一層黃土和一層古土壤構成一次濕度起伏,并有隨剖面深度增加濕度變大的趨勢。包氣帶鹽分分布受到過量施肥的影響較大,使得淺層包氣帶累積了大量鹽分,會對淺埋的文物遺址產(chǎn)生鹽害威脅;人工林地的多次人工灌水,導致土壤的干濕變化使得鹽分離子在深層包氣帶形成了多次累積,隨著淋溶向包氣帶深處運移對埋藏較深的地下水會產(chǎn)生潛在的污染威脅。(4)人工林地(8#)和棄耕農(nóng)地(3#、5#)三個采樣點多年平均大氣降水垂向入滲補給強度分別為98.54 mm/a、133.09 mm/a和280.12mm/a,該結果受灌溉施肥帶來的影響較大。
【學位單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：K878;S152
【部分圖文】：

第二章 研究內容2.1 研究區(qū)域概況關中平原是斷層陷落區(qū)即地塹，后經(jīng)渭河及其支流涇河、洛河等沖積而成，屬于河斷陷盆地帶的關鍵主體部分。盆地兩側地形向渭河傾斜，由洪積傾斜平原、黃土臺塬沖積平原組成，呈階梯狀地貌景觀，地基底構造復雜，具有南深北淺、東深西淺的特（張昌盛 2013）。秦始皇陵園區(qū)位于關中平原中部的西安市臨潼區(qū)驪山北麓,在地質造上正好位于渭河地塹中驪山斷塊北緣的臺塬上,地貌單元屬山前洪積扇與黃土臺塬合地貌。由于臺塬區(qū)的不斷下沉和山洪流向的無定,因而使得一些洪積扇上下迭加,左連片,構成了山前一層很厚的、含水性好的砂礫層。秦始皇陵園正好處于臺塬的北緣。體呈東南高西北低之勢，海拔介于 445.21～523.55 m。除封土堆外，場地南、北最大差達 100 m。

秦始皇陵遺址土壤孔隙定量化研究和園區(qū)包氣帶水鹽運移情況址區(qū)的文物考古研究提供有力的參考和支持。不同土地利用方式下深層土壤中的水鹽分布以及地下水補給情況研究遺址區(qū)深層土壤的水鹽分布狀態(tài)，對于研究在地下水補給的過程中，由動帶來的鹽漬化影響，探究潛在的鹽漬化風險具有重要指導意義。因此，本始皇陵園區(qū)周圍具有代表性的棄耕農(nóng)地和人工林地，通過深層鉆孔取樣，分地利用方式及人類農(nóng)業(yè)活動對深層土壤的水鹽分布產(chǎn)生的影響，評價該地區(qū)情況，以期為遺址區(qū)的生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)建設和文物遺址鹽漬化病害預防提和技術支撐。技術路線

圖 3-2 四個樣品中心區(qū)域截面原始 CT 圖像g.3-2 Cross-section original CT image of the central area of the four sam處理過程圖像的后期處理，本研究選取在生物學和醫(yī)學領域被廣泛本）。Image-J 圖像分析軟件是美國國家心理健康研究所（Nlth）開發(fā)出來的科學圖像分析工具。Image-J 軟件可以分別很多幾何參數(shù)，包括：長度、周長、面積、圓度、成圓率等。多插件技術如用來進行三維可視化過程的 3D-viewer 等，同利用 java 語言編寫各種分析程序。
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本文編號：2875540