土壤水分入渗和再分布过程的信息熵演变特征

发布时间：2017-07-31 14:28

  本文关键词：土壤水分入渗和再分布过程的信息熵演变特征

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【摘要】：土壤水分运动是水文过程中的重要组成部分.熵概念将土壤水分运动的物理意义和统计学意义统一起来,并逐渐被应用于研究土壤水分的运动.但初始条件和边界条件对土壤水分运动熵演变的影响没有被充分考虑,简单地将熵演变看做单调增加过程.研究探讨了土壤水分的入渗过程和再分布过程在不同初始条件、边界条件影响下的信息熵演变特征.结果表明:1)不同土壤水分运动方式下,信息熵演变过程所呈现的特征曲线类型差异显著,初始含水率均匀、下边界无界的入渗过程和再分布过程,其熵演变分别以线性和对数形式单调增加.2)受初始条件和边界条件的影响,信息熵演变特征曲线的一致性和特征曲线类型都将发生改变,熵减小过程也会发生,进而导致系统的熵演变过程呈现多样化和复杂化.因此,运用熵理论研究土壤水分运动需要充分考虑水分运动方式、初始条件和边界条件对系统熵演变的综合影响.这样既能体现熵理论从统计学机理角度阐述土壤水分的动态变化,克服物理模型因测定水力学参数而大量耗时的不足,又能保证结果具有较高精度.
【作者单位】： 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所;中国科学院大学;
【关键词】： 信息熵 入渗过程 再分布过程 土壤水分运动
【基金】：中国科学院“百人计划”择优支持项目(引进国外杰出人才) 国家自然科学基金项目(编号:41171372)
【分类号】：S152.7
【正文快照】： 土壤水分运动是重要的水文过程[1,2],其研究方法大都基于求解不同初始条件和边界条件的Richards方程[3-5]和实验观测[6-8].熵概念将微观和宏观系统联系起来,从热力学角度分析,土壤水分由高水势向低水势运输,伴随着自由能的减小而呈现熵增加过程.Leopold and Langbein[9]将熵产

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本文编号：599627