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2017年12月11日 星期一

丁酉(鸡)年十月廿四

非饱水土渗流 - 非饱水土渗流 [回目录]

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  在孔隙未被水分充满(未达到饱和)的土壤中水的流动。农田土壤中水分的运动,在灌溉、排水、降雨和蒸发影响下地下水面以上土层(包气带)中水分的运动都属于非饱水土中的渗流。
  土壤水在势能的作用下流动。非饱和土壤水的势能包括重力势、压力势(土壤负压或称毛管张力)等。垂直一维非饱水土壤渗流速度v,根据达西渗流定律可写成:

非饱水土渗流

式中为非饱水土中的总位势(以水头计);z为自基准面向上的垂直坐标值;h为土壤水的压力水头(负压);K(θ)为非饱水土壤的渗透系数(或称水力传导度),是含水率θ的函数。
  根据质量守恒原则,可求得以θh为变量的两个一维垂向渗流微分方程:

非饱水土渗流      (1)

非饱水土渗流     (2)

式中非饱水土渗流为非饱水土的扩散度;非饱水土渗流为非饱水土的容水度;t为时间变量。
  对少数具有简单初始和边界条件的问题,通过求解式(1)和(2),可得解析解。但对于复杂的非饱水土中渗流问题需通过数值计算法求解,从而可预测分析土壤中含水率分布和变化情况。
  参考书目
 J. Bear, Dynamics of Fluids in Porous Media, American Elsevier, New York,1972.

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更新时间 : 2009-06-30

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