入渗模拟结果对土壤水分特征曲线高吸力段的敏感性分析-江苏农业科学.PDF

江苏农业科学　２０１４年第４２卷第２期 — ３３１— 王　辉，缴锡云，王　欣．入渗模拟结果对土壤水分特征曲线高吸力段的敏感性分析［Ｊ］．江苏农业科学，２０１４，４２（２）：３３１－３３２，３４０． 入渗模拟结果对土壤水分特征曲线 高吸力段的敏感性分析 王　辉，缴锡云，王　欣 （河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室／河海大学水利水电学院，江苏南京２１００９８） 　　摘要：针对非饱和土壤水分特征曲线传统测量方法上对仪器精度要求高、耗时长、成本高的问题，研究了土壤水分 特征曲线高吸力段误差对入渗模拟结果的影响。针对黏土的土壤水分特征曲线，设计了正负共８种高吸力段的偏离 情况，利用数值模拟方法分析土壤入渗过程，得到累积入渗过程、湿润锋发展过程和４个典型时刻的土壤水分分布。 结果表明，土壤水分特征曲线在吸力大于１００ｃｍ部分存在不超过±２０％的偏差时，对于土壤入渗数值模拟结果无显 著影响，因此，对土壤水分特征曲线高吸力段的试验精度要求可适当放宽。 　　关键词：土壤水分特征曲线；ＶＧ模型；敏感性分析；数值模拟 　　中图分类号：Ｓ２７１　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００２－１３０２（２０１４）０２－０３２８－０２ ３ 　　土壤入渗是灌溉排水、水土保持、水文等学科研究中的重 壤质地为黏土。室内实验根据设计土壤容重 １．２５ｇ／ｃｍ 配 ［１］ 要过程 ，是一种重要的土壤水分运动过程。土壤水分特征 制土样。经ＳＥＤＩＭＡ４－１２土壤粒径分析仪分析，得到土样的 曲线是反映土壤水分与吸力之间函数关系的曲线，是土壤水 土壤机械组成：沙粒３．６９％、粉粒７．２９％、黏粒８９．０２％。 ［２－３］ ［４］ ［５］ 分运动模拟计算的基础资料 。刘建立等 、王攀等 、夏 １．２　模型参数及参数反演 ［６］ 达忠等 认为可通过土壤的物理结构来推求土壤水分特征 采用ｖａｎＧｅｎｕｃｈｔｅｎ模型拟合土壤水分特征曲线、导水率 曲线。关于土壤水分特征曲线已有很多人做过试验，得到了 函数和扩散率函数［８－９］，将土壤机械组成和容重输入 ＲＥＴＣ 普遍认可的试验方法，对于土壤水分特征曲线的物理意义研 ［１０］ ［１０－１１］ 软件 ，求得 ｖａｎＧｅｎｕｃｈｔｅｎ模型的各个参数 ： ＝ θ ｒ 究已比较深入。试验测定中试验设备对试验结果影响较大， ０１１５８， ＝０．５３１５，＝０．０２２９，ｎ＝１．１９１４，ｍ＝０．１６０７， θ α ｓ 且对于低含水率高吸力区，试验测量有困难，然而现实意义还 ｋ＝０．０１０４ｃｍ／ｍｉｎ。故土壤水分特征曲线表达式为： ｓ 有待商榷。目前，土壤水分特征曲线主要通过大量的室内或 ０．４１５７