土壤水分特征曲线的推求方法

第一章绪论 (1)

1.1研究目的和意义 (1)

1.2研究现状 (2)

1.2.1土壤水分特征曲线的直接测定方法 (2)

1.2.2土壤水分特征曲线的间接预测法 (2)

1.3存在的问题 (7)

1.4研究内容、研究方法及技术路线图 (7)

1.4.1研究内容 (7)

1.4.2研究方法 (8)

1.4.3 技术路线图 (9)

第二章推求土壤水分特征曲线的方法基础 (11)

2.1 土壤水分特征曲线的经验模型 (12)

2.2土壤颗粒分布推求土壤水分特征曲线方法 (18)

2.2.1A-P法推求土壤水分特征曲线 (18)

2.2.2B-C法推求土壤水分特征曲线 (20)

2.3剖面含水率推求土壤水分特征曲线 (21)

2.3.1剖面含水率推求Van-Genuechten模型参数 (21)

2.3.2剖面含水率推求Gardner模型参数 (24)

第三章土壤颗粒分布推求土壤水分特征曲线 (26)

3.1土壤颗粒累积分布曲线拟合 (26)

3.2A-P法推求土壤水分特征曲线结果及分析 (30)

3.3B-C法推求土壤水分特征曲线结果及分析 (33)

第四章剖面含水率推求土壤水分特征曲线 (35)

4.1剖面含水率推求模型参数结果 (35)

4.1.1推求Van Genchten模型参数结果 (35)

4.1.2推求Gardner模型参数结果 (39)

4.2方法的分析与讨论 (41)

4.2.1推求方法的背景条件 (41)

4.2.2估算参数方程的分析 (42)

第五章不同方法的比较与分析 (43)

5.1不同方法推求土壤水分特征曲线比较 (43)

5.2模型参数分析 (45)

5.2.1含水率对模型参数的敏感度分析 (45)

5.2.2模型参数变化对含水率影响 (47)

5.2.3模型参数对非饱和渗透系数K的影响 (48)

结论与建议 (50)

1、结论 (50)

2、建议 (50)

参考文献 (52)

第一章绪论

1.1研究目的和意义

在自然界的水循环中，虽然非饱和带中所赋存的水分只占循环系统总水量很少部分（不到0.01%），但是非饱和带是大气水、地表水与地下水的交换地带，对整个水循环有着重要的意义。非饱和带中因为液相、气相的流动性以及各类物质成分的迁移和转化发生着物理、化学、生物作用等过程，是人类活动的最根本的载体。

随着经济的快速发展，人类活动的影响造成大量的化肥、农药以及工业污染物进入非饱和带，造成地下水和土壤污染；大量开采地下水使得地面发生沉降，地基变形；以及全球气候变化等自然环境的变化（强降雨等）引起的边坡失稳等灾害都与非饱和带土壤水分有着紧密联系，因而研究非饱和带土壤水分参数具有重要意义。土壤水分特征曲线是土壤最基本的参数之一，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。土壤水分特征曲线在非饱和带土壤水分流动，溶质运移，水、气、热耦合,地表地下水转化等方面的研究中起着十分重要的作用[1-13]，比如农田灌溉[14]，地表水-地下水转换等；同时，土壤水分特征曲线在水库水位升降、降雨入渗对边坡稳定以及干湿变化对地基变形等方面也有重要应用。

土壤水分特征曲线受到土壤质地、结构等土壤物理性质的影响，因此研究不同质地、不同粒径的土壤水分特征曲线可为非饱和带中水分运移、数值模拟等研究提供参考依据。土壤水分特征曲线是高度非线性的曲线，因此难以从理论上推导出确切的数学表达式，只有前人通过大量实验研究而提出的土壤水分特征曲线经验公式。对经验公式进行适用性评价，为准确描述土壤水分特征曲线提供理论依据。

通常所用的张力计法，砂芯漏斗法、压力膜法以及离心机法等直接测定土壤水分特征曲线的方法有代价高、耗时长或对仪器要求高等缺点，而且土壤强烈的空间变异使得直接法的应用在一定程度上受到限制，故而根据土壤基本物理性质的物理转换法，分形几何法等间接预测的方法受到广泛关注，是研究土壤水分特征曲线既方便，又可行的方法。同时研究非饱和带土壤水分特征曲线的间接预测法对非饱和带土壤水分运动、溶质迁移和转化、保护土地资源、促进农业发展等具有重要意义。