空气阻力影响下的分层土壤非稳定降雨入渗产流模型

摘要：

降雨或灌溉期内,土壤内的空气很难及时全部排出.禁锢在土壤中的空气产生的压力阻碍了土壤水分入渗.针对空气阻力对土壤入渗过程的影响,对Green-Ampt模型进行了改进,提出了非稳定降雨条件下考虑空气阻力作用的分层土壤降雨入渗产流模型(MGAM).模型中,引入了饱和度系数(Sa)量化入渗水分剖面滞留空气影响下的实际导水系数和实际含水量,引入进水值(hwb)和进气值(hab)量化湿润锋处实际负压水头,并提出由土壤物理性质估算饱和度系数(Sa)、进水值(hwb)和进气值(hab)的参数化方案.为了验证模型适用性,采用MGAM模型模拟分析了室内开展的空气限制条件下的分层土壤非稳定降雨一维入渗产流试验观测成果,包括土壤水分分布特征、土壤累计入渗量和径流强度,并将模型模拟值与试验观测值,以及传统不考虑空气阻力TGAM模型(Traditional Green-Ampt Model)模拟值进行了对比分析,结果表明MGAM模型模拟的土壤累计入渗量、土壤含水量和径流强度均与实测结果吻合良好,而TGAM模型模拟土壤累计入渗量、土壤含水量均大于实测值,而径流强度小于实测值.

关键词：分层土壤、Green-Ampt模型、入渗产流、空气阻力

所属期刊栏目：48

分类号：S152.72(土壤学)

资助基金：国家重点基础研究发展规划项目2015CB452701;国家自然科学基金项目51379215,50939006;流域水循环模拟与调控国家重点实验室自主研究课题2016ZY03

在线出版日期：2017-10-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：933-944