论文部分内容阅读
土壤水分特征曲线是土壤最基本的参数之一,它是描述土壤水的基质势或者吸力随着土壤含水率变化的关系曲线。土壤水分特征曲线对研究土壤水滞留、运移、非饱和土的渗透系数等均有重要作用,对土壤污染、地面沉降、边坡失稳等具有重要意义。然而土壤水分特征曲线是高度非线性的,难以从理论上推导其数学表达式,而且直接测量土壤水分特征曲线耗时长、成本高。因此,对土壤水分特征曲线进行解析并预测具有重大意义。本文以土壤水分特征曲线的推求方法为研究目标,运用物理经验法中Arya-Paris模型(A-P方法)、分形几何法中Brooks-Corey模型(B-C方法)以及剖面含水率推求土壤水分特征曲线方法对中砂、细砂等六种土样的土壤水分特征曲线进行解析及预测,并得到以下结论:1.利用不同土壤颗粒累积曲线模型对中砂、细砂等六种土壤进行拟合,就拟合效果而言:Gompertz模型、Mlog模型>Weibull模型、Morgan模型、HP模型、S2P模型以、LS模型>Fredlund模型>Jaky模型,综合分析后表明,Gompertz模型、Mlog模型比较适合描述土壤颗粒累积曲线,这为A-P法和B-C法的计算做了必要的基础准备。2.以土壤颗粒分布为基础,运用物理经验法中A-P法、分形几何法中B-C法对中砂、细砂等六种土样进行了土壤水分特征曲线的间接预测。结果表明A-P法比较适合推求中等粒径土壤(比如粉砂)的土壤水分特征曲线,B-C法与之相反,对较小或较大粒径土壤推求结果较好。3.通过Van Genuchten模型、Gardner模型及非饱和垂直一维达西定律推导了通量q,有效含水率Se等的理论关系,得到了Van Genuchten模型、Gardner模型的参数估算公式,并以此为基础,利用不同时刻剖面含水率,实现了Van Genuchten模型、Gardner模型的参数求解,验证结果表明这种方法所推求的土壤水分特征曲线具有较高精度。