土壤水分运动参数研究.pdf

大田农艺 《现代农业科技}2009年第4期 土壤水分运动参数研究 周丽明1王亮2王琳琳，刘广烈t (1大连九成测绘信息有限公司，辽宁大连116400；2沈阳国源科技发展有限公司) 摘要求解非饱和土壤水分运动方程进而预报非饱扣土壤水分运动．必须首先获得土壤水分运动参数。参数的准确性决定于与这些 参数相关的水分运动模型的可靠性。介绍了土壤水分入渗模型，概括了描述土壤水分运动的基本参数：土壤导水率(K)、土壤水分扩散率 (D)、土壤比水容重(c)即水分特征曲线等。其中水分特征曲线被认为是土壤最基本的导水参数之一。 关键词土壤水分运动；基本参数；水分特征曲线 文献标识码A 中图分类号$152．7 文章编号1007—5739(2009)04—0136—03 1土壤水分入渗模型研究 量0或基质势尘。的函数，则方程①式可改为：盟：土 1．1水分运动基本方程 at aX Darcy(1856)通过饱和砂层的渗透试验，得出通量q和 水力梯度成正比，即达西定律：q=I(sAH／L，式中，L为渗流 路径的直线长度，H为总水头，△H为渗流路径始末断面总 一维垂直流动，基本方程简化为：里生：—生1D(e)罟I±型鲤堕； 水头差，AH／L是相应的水力梯度，I(s为饱和导水率。 Richards(1931)将达西定律引入非饱和土壤水流动，表示对于一维水平流动，基本方程简化为：盟：旦lD(o)等I。 为：q=一K(尘m)VⅢ或q=-K(0)7皿，式中，K(0)为非饱和 (3)以位置坐标X或z为因变量的基本方程。为了求解 导水率，VⅢ为总水势梯度。它成为研究非饱和土壤水流动 方便，有时将位置坐标x或z作为未知函数。土壤含水量0 的基本定律。 以隐函数形式表示。对于一维垂直流动基本方程为：一鱼生：—L 达西定律是多孔介质中液体流动所应满足的运动方 at a0 程，质量守恒是物质运动和变化普遍遵循的基本原理，将质 【D(o)／詈]±掣，对于一维水平流动基本方程为：一詈 量守恒原理具体应用在多孔介质中的液体流动即为连续方 程。将土壤视为一种固相骨架不变形、各向同性的多孔介 =熹胁，吾Jo 质，达西定律和连续方程相结合便可得到描述非饱和土壤水 (4)以z轴为轴的柱坐标系的基本方程。将平面坐标系 分运动的基本方程，即R．ichards方程：盟：V阵(0)V州，取 at 单位重量土壤水分的水势，则1l，=Ⅲm+z，将上式展开为： 百aO：去[k(0，詈]+熹[k(0，詈]+吾[蚋，誓] ±鱼数盟 ① 况的不同，选用上述基本方程的适当形式，针对具体初始、边 界条件和水分运动参数，用解析或数值方法对基本方程求解， 由于滞后作用，基质势峨和土壤含水量0不是单值函 就可得到土壤含水量0或基质势虬的空间分布及随时间 数，土壤吸湿过程和脱湿过程不同，Richards基本方程只用于 的变化，即水分运动模型。 吸湿和脱湿的单一过程。运用上述基本方程解决实际问题 1．2 Green-Ampt(1911)模型 时，根据实际情况的不同及求解方便，基本方程可以有多种 形式： 下人渗问题。基本假定是，入渗时存在明确的水平湿润锋