【摘要】：應(yīng)用數(shù)學(xué)物理方法對(duì)降雨入滲、產(chǎn)流等水量轉(zhuǎn)化關(guān)系模擬時(shí),土壤水分運(yùn)動(dòng)參數(shù)即土壤水分特征曲線、擴(kuò)散率、導(dǎo)水率是必不可少的數(shù)據(jù),影響和控制著水及溶質(zhì)在土壤和地下水中的分布和運(yùn)移速度,是描述和研究土壤水運(yùn)移的關(guān)鍵參數(shù).以昆明地區(qū)紅壤為例,利用離心機(jī)測(cè)定土壤水分特征曲線、水平土柱測(cè)定擴(kuò)散率并計(jì)算出導(dǎo)水率,利用VG公式擬合土壤水分特征曲線,通過(guò)指數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式擬合土壤水體積分?jǐn)?shù)與擴(kuò)散率、導(dǎo)水率的關(guān)系,結(jié)果表明具有顯著的相關(guān)性.在參數(shù)確定過(guò)程中,充分考慮了顆粒粒徑、干容重等影響,得到了最優(yōu)的土壤水分運(yùn)動(dòng)參數(shù),為相關(guān)研究提供一定的參考.
【圖文】：

散率參數(shù)Ｈ／ｃｍρｄ／（ｇ·ｃｍ－３）Ａ／（ｃｍ２·ｍｉｎ－１）ＢＲ２０～１０１．２５２０．００３１１．０５０．９８０＞１０～２０１．３４８０．００１１０．５２０．９６７＞２０～３０１．３６００．００１８．７３１０．９７２＞３０～４０１．３４３０．００１９．２０６０．９７１＞４０～５０１．３５６０．００１９．６７００．９７８由表３可見，Ｒ２均在０．９６以上，擬合很好．對(duì)土樣進(jìn)一步比較分析，得到擴(kuò)散率與θ的關(guān)系如圖２．圖２各層非飽和土壤水?dāng)U散率Ｄ（θ）與θ關(guān)系從圖２中可以看出各層土壤曲線均呈較好的指數(shù)關(guān)系．首先，擴(kuò)散率隨θ增大而增大，當(dāng)θ＜０．２ｃｍ３·ｃｍ－３時(shí)，各層土樣擴(kuò)散率相差不明顯；當(dāng)θ＞０．２ｃｍ３·ｃｍ－３時(shí)各層土樣隨著θ的增大逐漸分離；當(dāng)θ相同時(shí)，土壤非飽和擴(kuò)散率隨著深度、干容重增加而減小，表層土樣與＞３０～４０ｃｍ土樣的擴(kuò)散率曲線非常接近．下面結(jié)合土壤物理性質(zhì)分析．首先，土壤質(zhì)地通過(guò)表面吸附土壤固體顆粒和吸持毛管孔隙影響擴(kuò)散率．土壤質(zhì)地越黏重，顆粒越細(xì)小，土壤的吸附則隨表面積的增大而增強(qiáng)．當(dāng)θ增量相同時(shí)，黏性土中的水分因?yàn)榛|(zhì)吸力不易擴(kuò)散，砂性土反之．但本文中土樣近似于同一質(zhì)地，影響可忽略．其次，土壤中的孔隙促進(jìn)水分?jǐn)U散．θ減小時(shí)，土壤中水由毛細(xì)水轉(zhuǎn)為結(jié)合水，受到的力相應(yīng)地由毛細(xì)力轉(zhuǎn)為吸附力，同時(shí)受土顆粒表面束縛增大，不利于水分的擴(kuò)散；當(dāng)θ較高時(shí)，土壤中充水毛管數(shù)量增加、孔隙加大，利于水分?jǐn)U散．再者水分入滲時(shí)，土壤通氣孔隙成為通水

散率參數(shù)Ｈ／ｃｍρｄ／（ｇ·ｃｍ－３）Ａ／（ｃｍ２·ｍｉｎ－１）ＢＲ２０～１０１．２５２０．００３１１．０５０．９８０＞１０～２０１．３４８０．００１１０．５２０．９６７＞２０～３０１．３６００．００１８．７３１０．９７２＞３０～４０１．３４３０．００１９．２０６０．９７１＞４０～５０１．３５６０．００１９．６７００．９７８由表３可見，Ｒ２均在０．９６以上，擬合很好．對(duì)土樣進(jìn)一步比較分析，得到擴(kuò)散率與θ的關(guān)系如圖２．圖２各層非飽和土壤水?dāng)U散率Ｄ（θ）與θ關(guān)系從圖２中可以看出各層土壤曲線均呈較好的指數(shù)關(guān)系．首先，擴(kuò)散率隨θ增大而增大，當(dāng)θ＜０．２ｃｍ３·ｃｍ－３時(shí)，各層土樣擴(kuò)散率相差不明顯；當(dāng)θ＞０．２ｃｍ３·ｃｍ－３時(shí)各層土樣隨著θ的增大逐漸分離；當(dāng)θ相同時(shí)，土壤非飽和擴(kuò)散率隨著深度、干容重增加而減小，，表層土樣與＞３０～４０ｃｍ土樣的擴(kuò)散率曲線非常接近．下面結(jié)合土壤物理性質(zhì)分析．首先，土壤質(zhì)地通過(guò)表面吸附土壤固體顆粒和吸持毛管孔隙影響擴(kuò)散率．土壤質(zhì)地越黏重，顆粒越細(xì)小，土壤的吸附則隨表面積的增大而增強(qiáng)．當(dāng)θ增量相同時(shí)，黏性土中的水分因?yàn)榛|(zhì)吸力不易擴(kuò)散，砂性土反之．但本文中土樣近似于同一質(zhì)地，影響可忽略．其次，土壤中的孔隙促進(jìn)水分?jǐn)U散．θ減小時(shí)，土壤中水由毛細(xì)水轉(zhuǎn)為結(jié)合水，受到的力相應(yīng)地由毛細(xì)力轉(zhuǎn)為吸附力，同時(shí)受土顆粒表面束縛增大，不利于水分的擴(kuò)散；當(dāng)θ較高時(shí)，土壤中充水毛管數(shù)量增加、孔隙加大，利于水分?jǐn)U散．再者水分入滲時(shí)，土壤通氣孔隙成為通水
【作者單位】： 北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院;北京市水科學(xué)技術(shù)研究院;中國(guó)水利水電科學(xué)研究院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41371043)
【分類號(hào)】：S152.7

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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1 祁毓婷;鄭德聰;王t

本文編號(hào)：2536244