非饱和带水分特征曲线经验公式研究

合集下载

非饱和土的理论土_水特征曲线

岩土工程学报
Chinese Journal of Geotechnical Engineering
Vol.27 No.6 June, 2005
非饱和土的理论土－水特征曲线
Theoretical soil—water characteristic curve for unsaturated soils
土体在外力作用下所表现出的压缩及相应的其它变形，将改变土的孔隙结构，进而影响收缩膜形状和土的持水能力，从而改变土－水特征曲线形状。 2.4 液体的性质
液体的表面张力取决于液体的性质，从而不仅弯液面的形状及液面内外压力差依赖于液体，而且液体和固体之间的接触角与液体性质密切相关。
2.5 孔隙气表面张力和接触角不仅依赖于固体和液体的物理
于是
y′ = − x = (tan π − δ − arcsin( y )) 。(2)
y−b−r
2
R
同时注意到点 P 位于圆形颗粒的表面，于是
(x − R − a)2 + y2 = R2 。
(3)
对于点 P，联立几何条件（1）、（2）和（3），从
理论上可以确定弯液面的方程。注意到该联立方程组
是高度非线性的，无法直接得到其解析解。因此考虑
关键词：非饱和土；等效基质吸力；表面张力；接触角；数值迭代法
中图分类号：TU 431
文献标识码：A
文章编号：1000–4548(2005)06–0611–05
作者简介：栾茂田(1962– ), 男, 博士, 教授, 博士生导师, 主要从事海洋土力学理论与实验技术、岩土力学基本理论与数值分
析、非线性动力学与岩土地震工程等方面的科研和教学工作。
一般认为非饱和土是固体颗粒、孔隙水和孔隙气有关参数。关于土－水特征曲线，尽管已经提出了多

包气带水分特征曲线参数模型及算法分析

Van Genuchten模型参数 [5] , 徐绍辉等利用最小二乘法和
Picard迭代法相结合拟合 Van Genuchten模型的参数 [6] 。笔
者结合试验实测数据 ,利用非线性无约束算法、非线性最小
二乘法和粒子群优化算法对模型中的参数进行拟合 ,探讨一
种合理的、有效的包气带水分特征曲线参数的拟合方法。
为解决与包气带有关的水资源开发利用和生态环境保
护问题 (如土壤沙化、盐渍化和地下水质恶化等问题 ) ,预测
渗流污染质的迁移规律 ,研究包气带水分特征曲线非常重
要。对包气带水分特征曲线问题 ,国内外学者先后提出了一
些数学模型和计算方法 ,比较常用的有 : B rooks2Corey ( 1964)
式中 , a、b是大于零的正常数。在非饱和流动随机描述的应
用中 , Gardner模型由于形式简单 ,是应用最多的。
2 试验方法
为使试验砂样具有针对性 ,试验土样取自渭河与灞河交
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
physical background. The influences of different algorithm s on the parameters of Gardner model were little. The whole drainage curve could be
comp letely dep icted with Van Genuchten model. B rooks2Corey model and Gardner2Russo model were not app licable when the water content

非饱和土水特征曲线模型参数反演辨识研究

非饱和土水特征曲线模型参数反演辨识研究随着城市化进程的加快，土地利用和建设活动频繁进行，土壤水分特征曲线的研究与应用已受到广泛关注。

非饱和土水特征曲线是描述土壤水分状态的重要工具，它包括入渗、渗透性、蒸发等诸多过程，对于地下水资源管理、土地利用规划以及水文模型等方面都具有重要的意义。

本文旨在研究非饱和土水特征曲线模型参数反演辨识方法，并探究其应用。

1、非饱和土水分特性与特征曲线土壤由颗粒、孔隙和土壤水三部分构成，其水分状态由干燥到饱和分别分为三部分，分别为毛细吸附水、重力排水水和流失水。

非饱和土指含有干燥状态和毛细吸附水的土壤。

非饱和土水分特性曲线（Water Retention Curve, WRC）是描述非饱和土体含水量与土壤水势之间关系的重要工具。

WRC曲线反映了非饱和土结构、类型、饱和度等因素的相互作用对水分含量及其对应水势的影响，也是研究非饱和土水力学性质的基础。

非饱和土水分特征曲线模型是通过实验或模拟建立非饱和土水分含量与水势关系的数学模型，常见的模型有van Genuchten模型、Brooks-Corey模型和Kosugi模型等。

其中van Genuchten模型是较为常用的一种模型，它可以描述土壤水分与土壤饱和度之间的关系，并被广泛应用于土壤水分运移方面的研究。

非饱和土水分特征曲线模型的参数反演是指通过对非饱和土的实测数据进行计算，反演得到最适合该土壤的模型参数。

非饱和土水分特征曲线模型参数反演可以采用多种方法，主要包括试错法、梯度法、最小二乘法、马尔可夫蒙特卡罗模拟等。

试错法是一种传统的方法，通过不断调整模型参数，使模型拟合效果不断提高；梯度法是一种基于函数变化率的优化方法，利用曲线斜率信息寻找最佳模型参数值；最小二乘法是利用误差平方和最小的原则进行拟合，可以求出最小二乘解；马尔可夫蒙特卡罗模拟是利用随机梯度法结合马尔可夫链的方法，能够在全局搜索中找到较好的参数。

这些方法各有优劣，选择适合自己的方法可以更好地实现非饱和土水分特征曲线模型的参数反演辨识。

不同干密度下非饱和土土-水特征曲线

不同干密度下非饱和土土-水特征曲线陈宇龙;内村太郎【摘要】对吸湿与脱湿过程中引起非饱和土土-水特征曲线进行分析,观察不同密度土样的土-水特征曲线与滞后现象.利用Fredlund and Xing的土-水特征曲线模型对试验数据进行拟合,得到模型拟合参数与土-水特征曲线参数的定量关系.研究结果表明:进气值随着参数a的增大而线性增大,残余基质吸力随着参数m的增大而呈幂函数减小,减湿率随着参数n的增大而呈指数减小.干密度对土-水特征曲线有显著影响.随着干密度增大,残余基质吸力与进气值及进水值增大,减湿率减小,滞后现象的显著程度降低.瓶颈效应、不同的接触角和空气体积是造成滞后效应的主要因素.%Drying and wetting soil-water characteristic curves (SWCCs) for two sandy soils were investigated to research the effects of dry density on the SWCCs and hysteretic behaviors. Drying and wetting SWCCs were obtained for two sandy soils with different dry densities. The test data were best-fitted using the Fredlund and Xing equation. The results show that the fitting parametera increases linearly with the increase of the air-entry value of the SWCC, the fitting parameterm decreases with the increase of the residual suction of the SWCC and the fitting parametern also decreases with the increase of the slope of the SWCC. With the increase of parametera, the air-entry value increases linearly; with the increase of parameterm, the residual suction decreases in power function, and with the increase of parameter n, the slope of drying SWCC decreases in exponential function. The dry density has significant effects on the soil-water characteristic curve. With the increase of dry density, the residualsuction, air-entry value and water-entry value increase, and both the slope of drying SWCC and the hysteresis decrease. The hysteresis is mainly attributed to the ink-bottle effect, the contact angle effect and entrapped air.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(048)003【总页数】7页(P813-819)【关键词】非饱和土;土-水特征曲线;干密度;滞后现象【作者】陈宇龙;内村太郎【作者单位】东京大学土木工程系,日本东京,113-8656;东京大学土木工程系,日本东京,113-8656【正文语种】中文【中图分类】TU441土−水特征曲线(soil-water characteristic curve，SWCC)是描述非饱和土中吸力与饱和度或体积含水率之间关系的曲线[1−2]，它能够反映非饱和土的众多性质如渗透性、强度、应变、应力状态等[3−6]。

非饱和带水分特征曲线经验公式研究

～～一一～一一耋～～一一～～一一～～一．一～
～～～一一一一～一～一一一一～
和含水率关系十分复杂，难以从理论上推导出确切的关系式，通常人们用经验公式对其进行描述，因此选用合适的土水特征曲线经验公式意义重大。本文对具有代表性的六种经验公式模型对实测数据进行了拟合。得出Ｍｃｅ和Ｂｍｂ（９４模型是适合描述砂土水分特征曲线的经验公式。ｋｅｕ１８）关键词：非饱和带；水分特征曲线；Ｍａｌｂｔ；参数京）１北，北京１０８；２中国地质工程集团公司，北京１０８）００３．００３
摘要：壤水分特征曲线表示土壤水的能量和数量之间的关系，是研究土壤水分的保持和运动所土用到的反应土壤水基本特征的曲线。它是研究非饱和带水分运移和转化的基础。水分特征曲线中的负压
使非饱和带水分的辽移和转化过程十分的复杂。非饱和带水的运动是非饱和带营养物或污染
物运移以及热运动的主要驱动力；水资源评价和
之间的关系，是研究土壤水分的保持和运动所用
ＬＩＹｕｌｎｇ一．ＧＵＯｎ—ｏＣｈｕｎｙｉ。．ＸＵｉ — ｎｇＭｎ

宁夏银北非饱和盐渍土水分特征曲线拟合研究

ｅｎ模型优势明显。
关
键
词：盐溃土；土壤水分特征曲线；拟合模型；初值；宁夏银北地区
文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００ — １３７９．２０１４．Ｏ１．０３０
２．ＮｉｎｇｘｉａＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＷａｔｅｒＳａｖｉｎｇＩｒｉｇｒａｔｉｏｎａｎｄＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＲｅｇｕｌａｔｉｏｎ，Ｙｉｎｅｈｕａｎ７５００２１Ｃｈｉｎａ；
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＶｏｌｕｍｅｔｉｒｃｐｒｅｓｓｕｒｅｐｌａｔｅｗａｓｍｅａｓｕｒｅｄｔｅｓｔｐａｒａｍｅｔｅｓｒｏｆｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｅｒｃｕｒｖｅｏｆｓａｌｉｎｅｓｏｉｌｉｎＹｉｎｂｅｉｒｅｇｉｏｎｏｆＮｉｎｇｘｉａＰｒｏｖｉｎｃｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｎｌｕｆｅｎｃｅｏｆｔｈｅｎｕｍｅｉｃｒａｌｃｌｃａｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｌｉｎｅａｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｄｔｗｏｉｎｉｉａｔｌｖｌｕａｅｓｏｆＶａｎ— Ｇｅｎｕｃｈｔｅｎｔｈｅ

推求土壤非饱和运动参数的方法

推求土壤非饱和运动参数的方法硕士生：景为学科专业名称：土壤学研究方向：土壤水分动力学指导教师：邵明安研究员准确获取能代表田间土壤条件的土壤水分运动参数（土壤水分特征曲线（或比水容重C）、土壤导水率K和土壤水分扩散率D）是模拟土壤中水和溶质运动的基础。

三个参数中，以预测非饱和导水率最为困难，原因之一在于直接测定困难。

对土壤水分运动参数空间变异性认识的加深将有助于预报田间水分和溶质迁移过程，也有助于完善参数确定的方法，使之更具普遍性。

在以往的研究中，已有许多直接测定或间接推求这些参数的方法。

本文选取了其中的三种代表方法，以实测水分特征曲线作为标准进行比较，评价各自的优缺点及适应范围。

三种方法是：(1)实测土壤水分特征曲线；(2)用简单入渗法推求van Genuchten水分特征曲线模型中的参数α和n,通过实测饱和导水率Ks，结合导水率模型而获得非饱和导水率K；(3) 根据土壤水分水平和垂直再分布过程直接推求非饱和导水率K和扩散率D。

研究结果表明：1．四种非扰动土壤饱和导水率具很大的差别，其半方差随间距加大而增加，但很快达到一个稳定值,此值即为其变异性的空间尺寸，沙土、黑垆土的空间尺寸为2m，黄绵土的为2.24m，娄土的则更小。

2．土壤水分再分布实验表明，用三种函数拟合湿润锋湿度与平均湿度的关系时，以指数函数拟合计算的比水容重值与实测值最为吻合，尤其是沙土、黄绵土、娄土。

3．利用简单入渗法估计van Genuchten水分特征曲线模型模型中的参数时，α和n值推求的准确度就主要取决于S值测定的准确度，而S的准确测定较易实现，由此可断定简单入渗法的准确性较高。

4．在三种推求导水参数的方法中，水分再分布方法准确性较差，但它无需测定水分特征曲线即可直接得到土壤导水参数K和D，是一种非常简便的方法，尤其适宜于黄土高原沙土导水参数的测定；由简单入渗法获得的水分特征曲线与实测值吻合最好，随着质地变细，拟合效果更好，适合于黄土高原黄绵土、黑垆土和娄土导水参数的测定，而且还解决了Van Genuchten模型中参数不唯一的问题，实验简便，省时（约需2天），计算简单，结果准确，具有很大的优越性。

非饱和土水特征曲线的温度效应

非饱和土水特征曲线的温度效应引言非饱和土的水特征曲线是描述土壤含水量与吸力之间关系的曲线。

该曲线对于土壤水分运动和水力性质的研究具有重要意义。

然而，在实际应用中，土壤温度常常是一个不可忽视的参数。

本文将探讨非饱和土水特征曲线在不同温度下的变化规律，以及温度对土壤水分运动的影响。

非饱和土水特征曲线的基本概念非饱和土的定义非饱和土是指土壤中存在气体和液体两种相的状态。

在非饱和土中，土壤颗粒之间存在着空隙，其中既可以是气体也可以是液体。

土壤含水量低于饱和状态时，土壤即为非饱和。

非饱和土的水特征曲线非饱和土的水特征曲线描述了土壤含水量与吸力之间的关系。

通常以经验公式或实验数据的拟合曲线形式表示。

通过实验测定不同吸力下土壤的含水量，可以绘制出非饱和土的水特征曲线。

温度对非饱和土水特征曲线的影响温度对土壤水分的吸附性影响温度是影响土壤水分的重要因素之一，它会影响土壤颗粒表面的吸附性能。

通常情况下，随着温度的升高，土壤颗粒表面的吸附能力会减弱。

因此，在相同吸力下，土壤在高温条件下的含水量要大于低温条件下的含水量。

温度对土壤水分的传导性影响温度还会影响土壤中水分的传导性。

在非饱和土中，水分通过毛细作用和重力作用进行传导。

温度的升高会增加土壤中水分的传导速度，使土壤的渗透性增强。

温度对非饱和土水特征曲线的形态影响温度的变化还会影响非饱和土水特征曲线的形态。

研究表明，随着温度的升高，非饱和土水特征曲线的整体趋势向右上方偏移，即土壤在相同吸力下的含水量增加。

同时，温度的升高还会使非饱和土水特征曲线变得更加陡峭。

温度对非饱和土水特征曲线参数的影响非饱和土水特征曲线通常可以通过经验公式拟合，其中包含了一些关键参数。

研究发现，温度的变化会对这些参数产生影响。

例如，曲线的斜率参数会随着温度的变化而改变，从而影响土壤水分的运移性能。

结论温度对非饱和土水特征曲线有着显著的影响。

温度的升高会使土壤在相同吸力下的含水量增加，同时增加了土壤的渗透性。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

表２土壤特征曲线试样数据
ＯＯ．０１４８Ｏ．０３７０．０６２９０．０８５１０．１０７３Ｏ．１２５８Ｏ．１４８Ｏ．１７３９０．１９２４０．１９６１０．２０３５０．２１０９０．２２２０．２２２０．２２５７０．２２９４０．２２９４０．２６２７０．２６２７０．２９６０．３２９３０．３３６７
状参数，优＝１—１／ｎ（ｍ＝１—１／２ｎ或ｍ＝，ｚ）。
（３）Ｇａｒｄｎｅｒ—Ｒｕｓｓｏ模型
ｓ＝黠＝
Ｆｅ－仉５。…（１＋０．５ａＩｈＩ）］２７（斛２）
（３）
式中：Ｓ。是饱和度；０是体积水分含水量
（Ｌ３Ｌｑ），０。和ｐ，分别为饱和含水量和残余含水量
（Ｌ３Ｌ．３）；ｈ为压力水头（Ｌ）；口（Ｌ－１）和仇是水
干容重为１．５０１９／ｃｍ３；扰动１８、扰动２８没进行
１．１实验材料
筛选。各试样颗粒组成详见表ｌ。
实验介质共有５种，取自渭河中上游。分别命１．２实验数据
名为：筛选１８样、筛选２８样、扰动ｌ８样（渭南
土壤水分特征曲线实测数据见表２。
试验土样—ｉ石石ｊ－丁——１－再ｊ－Ｆ—』％笺兰表鲁１试笔样｝Ｌ的 —颗ｉ磊粒＝五组百成石———乏瓦百元—————戛莓碌主笔鲁虽篙矿
ＬＩＹｕｎ－ｌｏｎ９１”，ＧＵＯＣｈｕｎ－ｙｉｎ９２，ＸＵＭｉｎｚ（１．ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ；
２．ＣｈｉｎａＧｅｏ－ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｒｐｏｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ）
２非饱和水分特征参数的拟合２．１常用经验公式
比较常用经验公式的有：Ｂｒｏｏｋｓ—Ｃｏｒｅｙ（１９６４）模型，Ｇａｒｄｎｅｒ（１９７０）模型，ＶａｎＧｅ—
万方数据
ｎｕｅｈｔｅｎ（１９８０）模型、Ｇａｒｄｎｅｒ—Ｒｕｓｓｏ（１９８８）模型、Ｍｃｋｅｅ和Ｂｕｍｂ（１９８４）、Ｆｒｄｌｕｎｄ和Ｘｉｎｇ（１９９４）、Ｂｒｏａｄｂｒｉｄｇｅ－－Ｗｈｉｔｅ、Ｃａｍｐｂｅｌｌ模型、Ｗｉｌｌｉａｍｓ（１９８３）、Ｂｕｒｄｉｎｅ模型等。这些模型中都
第８期
李云龙等：非饱和带水分特征曲线经验公式研究
１０７
含有许多待求的参数。各模型见（１）～（８）。本文借助于Ｍａｔｌａｂ软件，对拟合效果较好，
具有代表性的Ｂｒｏｏｋｓ—Ｃｏｒｅｙ（１９６４）模型、Ｖａｎ— Ｇｅｎｕｅｈｔｅｎ（１９５０）模型、Ｇａｒｄｎｅｒ—ＲＵＳＳＯ（１９８８）模型、Ｍｃｋｅｅ和Ｂｕｍｂ（１９８４）、Ｆｒｄｌｕｎｄ和Ｘｉｎｇ（１９９４）、Ｂｒｏａｄｂｒｉｄｇｅ－－Ｗｈｉｔｅ模型中的参数进行拟合，比较拟合效果。
（１）Ｂｒｏｏｋｓ—Ｃｏｒｅｙ模型（简称Ｂ－Ｃ模型）
ｓ。＝篙＝（等）１ｈ＜ｈ６
Ｓ。＝１
｜｝ｌ≥ｋ
（１）
Ｋ（＾）＝Ｋ，
．｝ｌ＜ｈ６
Ｋｃ矗，＝Ｋ，（等）ｈ≥ｈ６
式中：Ｓ。是饱和度；０是体积水分含水量（Ｌ３Ｌ－３）；０。和研分别为饱和含水量和残余含水量（Ｌ３Ｌ－３）；ｈ。为进气压力（或起泡压力）值（Ｌ）；ｈ是压力水头（Ｌ）；ｙ是大于零的正常数，它反映了土壤的空隙大小分布。
０．３０９０．３０８０．３０５０．３０１０．２９５Ｏ．２９１Ｏ．２８０．２７４０．２６２０．２４４０．２２６０．２０７Ｏ．１９４Ｏ．１８２Ｏ．１６５Ｏ．１５１０．１４３Ｏ．１３６Ｏ．１３１０．１２５０．１２１０．１１９０．１１８０．１１６Ｏ．１１５０．１１１０．１１１
（２）ＶａｎＧｅｎｕｃｈｔｅｎ模型（简称ＶＧＭ模型）
ｆｓ。一￡三去＝［（１＋Ｉ砌１）“］～．｝ｌ＜ｏ
ｔＫ（ｈ）“，止叫蕞静严ｆｇ（ｈ＞＝Ｋ，
Ｓ，一１
ｈ≥０
ｈ＜０
（２）
ｈ≥０
式中：０是体积含水量（Ｌ３Ｌ－３），最和研分别为
饱和含水量和残余含水量（Ｌ３Ｌ－３）；ｈ为压力水头
（Ｌ）；０ｔ（Ｌ－１）是与进气值有关的参数，咒是曲线形
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｈｏｌａｒｄｅｎｅｒｇｙａｎｄｑｕａｎｔｉｔｙｒｅｌａ— ｔｉｏｎｓ，ｓｔｕｄｙｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｈｏｌａｒｄｂａｓｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅｗｈｉｃｈｔｈｅｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｔｈｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅａｎｄｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｕｓｅ．Ｉｔｉｓｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｎｏｎ－ｓａｔｕｒａｔｅｄｌａｙｅｒｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｍｉｇｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｆｏｕｎｄａ— ｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅｎｅｇａｔｉｖｅｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｔｈｅｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｒｅｌａｔｉｏｎｓｉｓｅｘ— ｔｒｅｍｅｌｙｃｏｍｐｌｅｘ，ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙｉｎｆｅｒｓｔｈｅａｃｃｕｒａｔｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ，ｔｈｅｕｓｕａｌｐｅｏｐｌｅｃａｒｒｙｏｎｔｈｅｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａｔＯｉｔ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｓｅｌｅｃｔｓａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｅａｒｔｈｗａｔｅｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａｗａｔｅｒｓｈｅｄ．ＴｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｔＯｈａｄｔｈｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｓｉｘｋｉｎｄｏｆｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａｍｏｄｅｌｔＯｃａｒｒｙｏｎｔｈｅｆｉｔｔｉｎｇｔｏｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｄａｔａ，ｏｂｔａｉｎｅｄＭｃｋｅｅａｎｄＢｕｍｂ（１９８４）ｍｏｄｅｌｉｓｓｕｉｔｓｔｈｅｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｓａｎｄｙｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅｔｈｅｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａ．
收稿日期；２０１０一０３—０９作者简介：李云龙，男，北京人，工程师。
万方数据
污染、地下水资源评价、土壤退化、荒漠化问题、灌溉制度、土壤污染、土壤改良、径流分析、水利工程、地基基础变形等一系列理论和实际问题都与非饱和带密切相关。
土壤水分特征曲线表示土壤水的能量和数量之间的关系，是研究土壤水分的保持和运动所用到的反应土壤水基本特征的曲线。土壤水分特征曲线在研究土壤水分流动和溶质运移中有着非常重要的作用。由于它们之间的关系复杂。难以从理论上推导出确切的关系式；但通过大量的试验研究，人们已提出了许多经验公式来描述它，本文以获得准确的水分特征曲线参数为目标，在参考和借鉴前人成果的基础上，精心设计和改进实验仪器，提出合理的实验方案，历时约一年时间。获得了５种砂土实测数据。以土壤水动力学为指
１０６
中国矿业
第１９卷
导，借助Ｍａｔｌａｂ软件，在比较算法的基础上，采砂样）、扰动２ｓ样（渭南砂样）、渭河西安段砂样。
用具有代表性的六种经验公式模型对实测数据进
其中：筛选１。是粒径为０．５～ｌｍｍ，干容重
行了拟合。
为１．５１４９／ｃｍ３；筛选２８是粒径为０．２５～Ｏ．５ｒａｍ，
１非饱和带水分特征曲线的测定
０．３６０．３２６０．３２６０．３５１０．３３７０．３２５Ｏ．３１１０．３０２０．２６２０．２４２０．２１８０．１９６０．１７４０．１５７０．１４６０．１４３０．１２４０．１１６０．１１０．０９６Ｏ．０９０．０８９０．０８５０．０８３０．０８１０．０７３
Ｏ．３７
０．３３４０．３２５０．３２１０．２９５０．２６３０．２４Ｏ．２１４Ｏ．１８７０．１４８Ｏ．１２２Ｏ．１１３Ｏ．１０６０．１０２０．０９８Ｏ．０９５０．０９４０．０９４０．０９３
０．０８０．０７６０．０７０．０６６０．０６３０．０６
ＯＯ．０５１３０．０６６ｌ０．０８１０．０９９６０．１１８２０．１３３１０．１５５４０．１７４０．１９２６０．２０７５０．２２２４０．２３３５０．２４８４０．２５２１０．２５５９０．２６３３０．２６７０．２９３１０．３００５０．３０６Ｏ．３１５４
０．０１８０．０２５０．０３６０．０５５０．０６６０．０８５Ｏ．１１Ｏ．１４０．１９２０．２０７０．２６３０．３３７０．３５９０．３６３０．３６７０．５６３
０．３１４０．３１２０．３１２Ｏ．３１１０．３０９０．３０７０．３０４０．２９３０．２７６Ｏ．２６６０．２３４Ｏ．１７７０．１４２０．１３６０．１２９０．０９３
关键词：非饱和带；水分特征曲线Ｓ１５２．７
文献标识码：Ａ
文章编号：１００４—４０５１（２０１０）０８—０１０５—０５
Ｎｏｎ－ｓａｔｕｒａｔｅｄｌａｙｅｒｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅｅｍｐｉｒｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａｒｅｓｅａｒｃｈ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｎｏｎ－ｓａｔｕｒａｔｅｄｌａｙｅｒ；ｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅ；ｍａｔｌａｂ；ｄａｔａｆｉｔｔｉｎｇ
非饱和带（也称包气带）中发生着各种物理的、化学的、生物的变化，存在着气相、液相等流体的流动以及各种物质成分之间的迁移和转化，加之人类活动的叠加和各种污染物质的排放，致使非饱和带水分的辽移和转化过程十分的复杂。
用到的反应土壤水基本特征的曲线。它是研究非饱和带水分运移和转化的基础。水分特征曲线中的负压