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负水头条件下的土壤水分运动特征及水力参数确定

作　者: 辛琛
导　师: 王全九；樊军
学　校: 西安理工大学
专　业: 农业水土工程
关键词: 负水头 土壤水分运动特征 水力特性参数 入渗模型
分类号: S152.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 229次
引　用: 2次
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内容摘要


本论文在总结国内外土壤水分运动特征理论与参数确定方法研究成果的基础上,采取理论分析与室内实验结合的方法,对不同负水头条件下四种土壤的水平一维吸渗、不同负水头条件下黄绵土的垂直一维吸渗及基于负水头条件下的土壤水分运动参数确定方法进行了研究。得到主要结果如下:1.进行不同负水头条件下四种土壤的水平一维吸渗实验,对不同负水头条件下的累积吸渗量、湿润锋和吸渗率随时间的变化关系进行比较分析。对Kostiakov经验模型、Philip模型和Wang等人推求的描述水平一维入渗过程中土壤水分运动各参量间关系在负水头条件下的适用性进行分析论证,并与0水头条件下所得结论进行比较,结果显示,上述公式可以用于描述负水头条件下土壤水分运动特征。2.以黄绵土为研究对象,进行不同负水头条件下的垂直一维吸渗实验,分析黄绵土在不同负水头条件下的累积吸渗量、湿润锋和吸渗率随时间变化关系。验证philip公式、Green-Ampt公式和Kostiakov经验公式在垂直一维吸渗过程中的适用性,并与0水头条件下所得结论进行对比,结果表明,传统的入渗公式也可以描述负水头条件下的垂直一维吸渗过程。3.利用负水头条件下的实测资料分析Philip模型与Kostiakov经验模型间关系,结果显示,负水头条件下二者仍然具有一致性。利用负水头条件下的实测资料验证Green-Ampt模型与Philip模型参数间的相关关系表达式,所得结果与0水头条件下所得的结论一致。4.根据负水头条件下的吸渗资料计算四种土壤的吸渗率,结果显示,随着负水头的增大,吸渗率逐渐减小。5.借助Wang的思想,根据Brooks-corey模型推求负水头条件下的土壤吸渗公式,并分析累积入渗量与湿润锋、吸渗率与湿润锋倒数和湿润锋与时间平方根间的关系。结果表明,在负水头条件下以上各参量间关系与Wang等人在正水头条件下所推求出的结果一致。6.根据邹朝望等人的基于两组负水头条件实验数据推求Brook-Corey模型参数的方法,对红胶土、黑垆土和塿土三种土壤的Brook-Corey模型参数进行推求,结果显示,利用所推参数计算出的水分特征曲线与利用离心机实测的水分特征曲线吻合较好。从理论上推求了负水头条件下,计算Van Genuchten模型参数的方法,为土壤水分运动的研究和参数的推求提供一种新的思路。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-26
  1.1 研究的背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究进展  10-24
    1.2.1 土壤水分运动的研究进展  10-16
    1.2.2 土壤水分运动参数的确定  16-24
  1.3 存在问题  24-26
2 研究内容与实验方法  26-32
  2.1 研究内容  26-27
  2.2 实验方法  27-32
    2.2.1 实验装置  27-29
    2.2.2 土样基本物理特性测定  29-30
    2.2.3 不同负水头条件下水平一维吸渗实验过程  30-31
    2.2.4 不同负水头条件下垂直一维吸渗实验过程  31-32
3 水平一维土壤水分运动特征研究  32-51
  3.1 入渗模型  32-33
    3.1.1 Kostiakov模型  32
    3.1.2 Philip模型  32-33
    3.1.3 Wang水平一维入渗模型  33
  3.2 0 水头条件下水平一维土壤入渗特征  33-38
    3.2.1 累积入渗量随时间变化关系  33-35
    3.2.2 湿润锋随时间变化关系  35-36
    3.2.3 入渗率与湿润锋间关系  36-37
    3.2.4 累积入渗量与湿润锋间关系  37-38
  3.3 负水头条件下水平一维土壤吸渗特征分析  38-50
    3.3.1 累积吸渗量随时间的变化特征  39-42
    3.3.2 湿润锋随时间的变化特征  42-46
    3.3.3 吸渗率与湿润锋倒数间关系  46-48
    3.3.4 累积吸渗量与湿润锋间关系  48-50
  3.4 小结  50-51
4 垂直一维土壤水分运动特征研究  51-67
  4.1 入渗模型  51-52
    4.1.1 Kostiakov经验公式  51
    4.1.2 Philip公式  51
    4.1.3 Green-Ampt公式  51-52
  4.2 经验公式在0 水头条件下的应用  52-54
    4.2.1 累积入渗量随时间的变化特征  52-53
    4.2.2 湿润锋随时间的变化特征  53-54
    4.2.3 入渗率随时间的变化关系  54
  4.3 负水头条件下垂直一维土壤入渗实验特征研究  54-57
    4.3.1 累积吸渗量随时间的变化特征  54-55
    4.3.2 湿润锋随时间的变化特征  55-56
    4.3.3 吸渗率随时间的变化特征  56-57
  4.4 模型对比分析  57-65
    4.4.1 Philip入渗公式与Kostiakov经验公式的对比分析  57-60
    4.4.2 Philip入渗公式与Green-Ampt公式对比分析  60-65
  4.5 小结  65-67
5 土壤水分运动参数的确定  67-82
  5.1 土壤吸渗率  67-71
    5.1.1 根据水平一维吸渗资料确定土壤的吸渗率  67-70
    5.1.2 根据垂直一维吸渗资料确定土壤的吸渗率  70-71
  5.2 Brooks-Corey模型中参数的确定  71-79
    5.2.1 各参量间关系分析  71-73
    5.2.2 Brooks-Corey模型参数估算  73-79
  5.3 Van Genuchten模型参数的理论推求  79-81
  5.4 小结  81-82
6 结论与建议  82-85
  6.1 结论  82-83
  6.2 有待深入研究的问题  83-85
致谢  85-87
参考文献  87-94
攻读硕士学位期间发表的论文、参加的科研工作  94

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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 土壤物理学 > 土壤水分
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