非飽和帶土壤水分特征曲線的測(cè)定與預(yù)測(cè).pdf

1、非飽和帶又稱包氣帶，是連接地表水、土壤水和地下水的紐帶，存在著氣體、液體等流體的流動(dòng)以及多種物質(zhì)與成分之間的遷移轉(zhuǎn)化過程，該帶內(nèi)的水分運(yùn)動(dòng)對(duì)整個(gè)水循環(huán)活動(dòng)起著至關(guān)重要的作用。土壤水分特征曲線是研究非飽和帶水分運(yùn)動(dòng)的基本參數(shù)，反映了土壤水能量和數(shù)量的關(guān)系，在研究非飽和帶土壤水分流動(dòng)、溶質(zhì)運(yùn)移以及土壤污染質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化過程中有著非常重要的作用。土壤水分特征曲線是一個(gè)高度非線性函數(shù)，它們之間的關(guān)系復(fù)雜，難以從理論上推導(dǎo)出確切的關(guān)系式，因此對(duì)土水特

2、征曲線進(jìn)行解析與預(yù)測(cè)意義重大。
　　本文在“西北大型盆地典型流域水文地質(zhì)參數(shù)調(diào)查”項(xiàng)目的支持下，針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、研究中所存在的問題，對(duì)土壤水分特征曲線的解析及預(yù)測(cè)進(jìn)行了較為深入的研究，研究的主要內(nèi)容有：
　　1.利用 Ku-pF非飽和帶土壤參數(shù)測(cè)定儀測(cè)定了六種標(biāo)準(zhǔn)砂樣的土水特征曲線，并對(duì)比分析了不同粒徑下土水特征曲線的變化規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明粒徑對(duì)土水特征曲線的影響是通過對(duì)土體孔隙狀況的影響來反映的，土壤粒徑越小，其孔

3、隙結(jié)構(gòu)越密實(shí)，中、小空隙增多且連通性變差，土壤具有較高的進(jìn)氣值和良好的持水性能。
　　2.利用五種經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)實(shí)測(cè)土水特征曲線進(jìn)行擬合，對(duì)不同粒徑土壤水分特征曲線擬合結(jié)果的差異性進(jìn)行研究，并結(jié)合擬合參數(shù)的物理背景，對(duì)不同的模型做出評(píng)價(jià)。結(jié)果表明Van Genuchten模型對(duì)六種土壤擬合結(jié)果的確定性系數(shù)都達(dá)到了0.95以上，同時(shí)擬合出來的各參數(shù)值也符合其實(shí)際的物理背景，是描述土壤水分特征曲線的一個(gè)最優(yōu)模型。
　　3.以土壤基本

4、物理性質(zhì)為基礎(chǔ)，利用兩種物理-經(jīng)驗(yàn)方法（Arya-Paris模型及非相似性介質(zhì)模型）間接預(yù)測(cè)土壤水分特征曲線，綜合評(píng)價(jià)了兩種方法的預(yù)測(cè)精度，結(jié)果表明Arya-Paris模型要優(yōu)于非相似性介質(zhì)模型，且更適合用來預(yù)測(cè)粉砂、粉土這種中等質(zhì)地的土壤。當(dāng)利用Arya-Paris模型預(yù)測(cè)土水特征曲線時(shí)，建議對(duì)Arya-Paris模型中的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)?進(jìn)行討論。當(dāng)對(duì)?進(jìn)行非線性擬合時(shí)，預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值相比具有最大的確定性系數(shù)以及最小的均方根誤差，預(yù)測(cè)結(jié)果最