离心机法测定土壤水分特征曲线中的收缩特性

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为探求离心机法测定土壤水分特征曲线中的收缩特性,选取杨凌区砂壤土和黏壤土作为供试土壤,以土壤水分特征曲线实测数据为基础,采用数值模拟与试验验证相结合的方法,分析了离心机法测定过程中的土壤收缩特性,并对比分析了考虑容重变化和未考虑容重变化2种情景模式下所得水力特性参数的合理性。结果表明,土壤含水率随离心机转速(吸力)的增加而逐渐减小,土壤容重逐渐增大,但对于相同质地的扰动土壤,容重最终趋于一致;基于土壤收缩特征曲线,可将文中供试土壤收缩过程划分为3个直线型收缩段,但各收缩段的吸力范围存在差异;与考虑容重变化情景模式下所得van Genuchten-Mualem(VG-M)模型中参数值相比,假定容重不变所得的滞留含水率θr和参数a均偏小,但形状系数n值均偏大;将考虑土壤容重变化所得VG-M模型中参数代入HYDRUS软件进行沟灌二维土壤入渗过程模拟,其累积入渗量、水平向和垂直向湿润锋运移距离与实测值间的误差绝对值均值分别为5.81%、3.00%和2.57%,模拟精度较未考虑容重变化时分别提高了39.16%、57.20%和52.93%。由此说明考虑土壤容重变化条件下所估算的水力特性参数更为合理,可较为显著的提高土壤水分运动过程的数值模拟精度。
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