非饱和土壤水分运动参数的确定——以昆明红壤土为例

发布时间：2019-09-16 14:36

【摘要】：应用数学物理方法对降雨入渗、产流等水量转化关系模拟时,土壤水分运动参数即土壤水分特征曲线、扩散率、导水率是必不可少的数据,影响和控制着水及溶质在土壤和地下水中的分布和运移速度,是描述和研究土壤水运移的关键参数.以昆明地区红壤为例,利用离心机测定土壤水分特征曲线、水平土柱测定扩散率并计算出导水率,利用VG公式拟合土壤水分特征曲线,通过指数经验公式拟合土壤水体积分数与扩散率、导水率的关系,结果表明具有显著的相关性.在参数确定过程中,充分考虑了颗粒粒径、干容重等影响,得到了最优的土壤水分运动参数,为相关研究提供一定的参考.
【图文】：

曲线,扩散率,非饱和土壤水,土壤

散率参数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可见，Ｒ２均在０．９６以上，拟合很好．对土样进一步比较分析，得到扩散率与θ的关系如图２．图２各层非饱和土壤水扩散率Ｄ（θ）与θ关系从图２中可以看出各层土壤曲线均呈较好的指数关系．首先，扩散率随θ增大而增大，当θ＜０．２ｃｍ３·ｃｍ－３时，各层土样扩散率相差不明显；当θ＞０．２ｃｍ３·ｃｍ－３时各层土样随着θ的增大逐渐分离；当θ相同时，土壤非饱和扩散率随着深度、干容重增加而减小，表层土样与＞３０～４０ｃｍ土样的扩散率曲线非常接近．下面结合土壤物理性质分析．首先，土壤质地通过表面吸附土壤固体颗粒和吸持毛管孔隙影响扩散率．土壤质地越黏重，颗粒越细小，土壤的吸附则随表面积的增大而增强．当θ增量相同时，黏性土中的水分因为基质吸力不易扩散，砂性土反之．但本文中土样近似于同一质地，影响可忽略．其次，土壤中的孔隙促进水分扩散．θ减小时，土壤中水由毛细水转为结合水，受到的力相应地由毛细力转为吸附力，同时受土颗粒表面束缚增大，不利于水分的扩散；当θ较高时，土壤中充水毛管数量增加、孔隙加大，利于水分扩散．再者水分入渗时，土壤通气孔隙成为通水

曲线,扩散率,非饱和土壤水,土壤

散率参数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可见，Ｒ２均在０．９６以上，拟合很好．对土样进一步比较分析，得到扩散率与θ的关系如图２．图２各层非饱和土壤水扩散率Ｄ（θ）与θ关系从图２中可以看出各层土壤曲线均呈较好的指数关系．首先，扩散率随θ增大而增大，当θ＜０．２ｃｍ３·ｃｍ－３时，各层土样扩散率相差不明显；当θ＞０．２ｃｍ３·ｃｍ－３时各层土样随着θ的增大逐渐分离；当θ相同时，土壤非饱和扩散率随着深度、干容重增加而减小，，表层土样与＞３０～４０ｃｍ土样的扩散率曲线非常接近．下面结合土壤物理性质分析．首先，土壤质地通过表面吸附土壤固体颗粒和吸持毛管孔隙影响扩散率．土壤质地越黏重，颗粒越细小，土壤的吸附则随表面积的增大而增强．当θ增量相同时，黏性土中的水分因为基质吸力不易扩散，砂性土反之．但本文中土样近似于同一质地，影响可忽略．其次，土壤中的孔隙促进水分扩散．θ减小时，土壤中水由毛细水转为结合水，受到的力相应地由毛细力转为吸附力，同时受土颗粒表面束缚增大，不利于水分的扩散；当θ较高时，土壤中充水毛管数量增加、孔隙加大，利于水分扩散．再者水分入渗时，土壤通气孔隙成为通水
【作者单位】：北京师范大学水科学研究院;北京市水科学技术研究院;中国水利水电科学研究院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(41371043)
【分类号】：S152.7

【参考文献】