土壤水分入渗
土壤水文过程
土壤水文过程一、介绍土壤水文过程是指土壤中水分的运动和变化过程，包括入渗、蒸发、蒸腾、渗漏和地下水补给等。
对于生态系统的水循环和土地利用具有重要意义。
本文将从入渗开始，详细介绍土壤水文过程。
二、入渗入渗是指雨水或灌溉水从土表面进入土壤内部的过程。
它受到土壤孔隙度、孔隙结构、土层厚度、降雨强度等多种因素的影响。
1. 孔隙度孔隙度是指单位体积土壤中孔隙所占的体积比例。
孔隙度越大，土壤就越容易入渗。
2. 孔隙结构孔隙结构是指不同大小的孔隙在空间上的排列方式。
当大量微小孔隙互相连接时，会形成连通性较好的通道，使得雨水能够快速进入深层土壤。
3. 土层厚度较厚的表层土可以吸收更多的雨水，减缓径流速度，增加地下水补给量。
4. 降雨强度降雨强度越大，土壤入渗速度就越快。
三、蒸发和蒸腾1. 蒸发蒸发是指水分从土壤中向大气中转移的过程。
它受到气温、空气湿度、风速和太阳辐射等因素的影响。
在干旱地区，蒸发量往往高于降水量，导致土壤干旱。
2. 蒸腾植物通过根系吸收地下水，将其输送到叶片上进行光合作用。
在这个过程中，植物会释放出大量水分，形成蒸腾现象。
植被覆盖率较高的区域，由于植物的蒸腾作用，可以减缓径流速度，并增加地下水补给量。
四、渗漏和地下水补给1. 渗漏当土壤饱和时，多余的雨水会通过孔隙向下渗透到更深层次或者地下水层。
这个过程称为渗漏。
渗漏速度取决于土壤孔隙度、孔隙结构、土层厚度和降雨强度等因素。
2. 地下水补给渗漏的雨水最终会汇聚到地下水层中，成为地下水的补给来源。
在干旱地区，地下水是重要的水源之一。
因此，了解土壤水文过程对于保护地下水资源具有重要意义。
五、总结土壤水文过程是生态系统中不可或缺的一部分。
它影响着植物生长、土壤侵蚀和地下水资源等多个方面。
通过了解入渗、蒸发、蒸腾、渗漏和地下水补给等过程，可以更好地管理土地资源，保护生态环境。
不同林地土壤水分入渗和入渗模拟的研究_周择福
第33卷第1期1997年1月 林 业 科 学SC IEN TIA SILV AE SIN ICAE V o l.33,N o.1J a n.,1997不同林地土壤水分入渗和入渗模拟的研究*周择福 洪玲霞(中国林业科学研究院林业研究所 北京 100091) (中国林业科学研究院资源信息研究所 北京 100091)摘 要 由达西定理和能量守恒原理推导了土壤水分入渗的数学模型,水平土柱法实测了模型中的基本运动参数:土壤水分扩散率D(θ),推求了土壤水分非饱和导水率K(?,经过计算机用有限差分法模拟了六块不同林地的土壤水分入渗过程,实地试验检验了模拟结果。
结果表明计算的累积入渗量和入渗率与实测值非常一致。
经过模拟结果绘制的入渗时水分随时间变化的剖面图,形象地反映了不同林地的土壤水分入渗的全过程。
关键词 土壤水分入渗,动态模拟,不同林地类型土壤水分入渗过程和渗透能力决定了降雨进程再分配中的地表迳流和土壤储水性,在干旱、半干旱地区,林业发展的主要途径是充分有效地利用自然降水、减少地表迳流、增加土壤水分。
因此,土壤水分入渗的研究在干旱半干旱地区较为重要。
多年来,该研究逐步深入。
研究途径可分为两类:纯经验公式和半理论、半经验公式。
随着计算机技术和数学——物理建模技术的发展,利用数学——物理的原理,建立数学模型,然后应用计算机技术进行数值模拟,再经实验验正模拟结果,解决实际问题,减少大量的田间试验,提高试验精度。
用这一方法研究土壤水分入渗已经在农业和水利部门取得了很大的成功,推动了农田水利土壤水分研究的向前发展[1]。
但是,此项研究在林业,特别在干旱、半干旱地区的不同林地尚属空白。
因此,本文就此问题进行了研究。
1 土壤水分入渗模型的建立及边界条件的确定 由Darcy定律和能量守恒原理推导的土壤水分运动方程反映了土壤水分运动的基本规律,其方程为: θt=z D(θ)θz±K(θ)z(1)式中:θ为土壤容积含水量(cm3/cm3);D(θ)为土壤水分扩散率(cm3/cm3);K(θ)非饱和导水率(cm/min);z为土壤水分入渗的深度(cm);K(θ)/z为由土壤水的重力势引起的水分变化,水流方向与所取坐标访向一致取+,否则为-。
影响土壤水分入渗特性主要因素的试验研究
影响土壤水分入渗特性主要因素的试验研究作者：符泉来源：《新农业》2022年第08期摘要：在流域评价中，土壤导水性是一个重要的评价指标，这一性能与地表径流、地下水补给、土壤侵蚀等都存在着紧密的关系。
在专业领域，土壤导水性又被称为土壤入渗特性。
土壤的研究与评价中，土壤的水源涵养能力、抗侵蚀能力最终都是有土壤入渗特性来反映的，在对土壤侵蚀问题的全过程的分析中，影响土壤入渗特性的因素非常多，只有做好了相关参数的科学控制，方能够保持土壤最佳的水分入渗特性。
关键词：土壤水分；入渗特性；因素；试验近年来，伴随着我国农业现代化的发展，农田灌溉中越来越关注土壤入渗特性的研究，作为自然界水循环中的一个重要组成部分，对土壤水分入渗特性的研究非常关键。
对于任何一种土壤资源而言，入渗特性都属于其固有特性，这一指标是否处于正常标准内，将会与灌溉水转换为土壤水的速率和分布有着紧密的联系。
因此，随着当前可持续发展目标的推进，无论是在农业生产还是生态环境保护中，都越来越关注土壤水分入渗特性。
土壤入渗过程的动态化特征明显，在此过程中，诸多因素都会影响这一特性，为保障相关策略与土壤这一特性的对应性，应加强各种影响因素的控制。
为开展土壤水分入渗特性影响试验的研究，选取了数百组大田，在这些地方开展了土壤水分入渗试验，为保障试验结果的准确性，将90分钟累积入渗量（H90）作为土壤入渗能力的直接评估指标。
经由最终的试验结果得知，土壤质地对土壤入渗能力有着一定的影响，其中，将粒径在0.02毫米的黏粒函数百分数作为土壤质地物理量，在这一条件下所获得的分析结果相对可靠。
土壤中固相物质各粒级土粒的配合比例就是土壤质地，这一指标是土壤性质评估中的关键因素，土壤质地又会对土粒表面能、土壤孔隙尺度、分布等产生些微干扰，通过土壤质地对这些因素的影响，土壤水分运动的驱动力、水力传导度最终发生了一定的变化，土壤水分入渗能力也就随着这一系列的变化而受到了影响。
从实际的试验结果和生产经验可得，土壤质地与土壤的吸附能力、粒间孔隙、吸水和保水能力存在着不可分割的关系，当土壤质地越重、粘粒含量越高、颗粒越细、固体相比表面积越大、表面能越高、吸附能力越大的情况下，对应的土壤吸水和保水能力越好。
土壤水分类型、吸水原理及循环过程
土壤水分类型、吸水原理及循环过程水是农业的关键因素，土壤水是土壤的重要组成部分之一，对土壤肥力和作物的生长发育具有重要影响。
因此，保护性耕作技术措施的运用，旨在调节和管理土壤水分状况，以促进作物的稳产、高产。
土壤吸水原理主要由土壤吸附力和毛管力两种作用组成。
土壤水分可分为吸湿水、膜状水、毛管水和重力水四种类型。
其中，吸湿水是土壤吸附水气中水分子的能力，其数量取决于土壤的质地、腐殖质含量和空气湿度。
无效水则是吸湿水中不能被作物吸收利用的部分，其含量可通过烘干法进行测定。
在土壤水循环过程中，土壤的物理、化学和生物学性质都会受到影响。
因此，了解土壤水分类型和吸水原理，对于有效地控制、调节和管理土壤水分状况，以提高作物产量具有重要意义。
土壤中的水分存在着不同的状态，包括膜状水和毛管水。
膜状水是指土粒吸收完大气中的水分子后，仍然存在于土粒表面上的水分。
这种水分具有溶解养分的能力，并且可以缓慢地移动。
当根系与膜状水接触时，根系就可以吸收利用这部分可移动的膜状水。
而毛管水则是指超过最大分子持水量后，保留在土壤中的自由水。
毛管水存在于毛管孔隙中，靠毛管弯曲面力保存。
毛管水又可分为毛管悬着水和毛管上升水两种类型。
毛管悬着水是指保存在大小不同的毛管孔隙中，不与地下水相连接的水分。
田间持水量是土壤在自然条件下所能保持的最大水量，包括吸湿水、膜状水和毛管悬着水的总和。
毛管悬着水是土壤中最宝贵的有效水，因为它的吸水力很低，很容易被作物根系吸收利用。
田间持水量是一个常数，可以根据作物和土壤的凋萎系数来计算。
在甘肃黄土高原地区，不同土壤的田间持水量变化在22.8%～26.8%之间。
表1-9 土壤质地与田间持水量（华北地区）以下为华北地区不同土壤质地的田间持水量、有效水量和调萎系数。
其中，有效水量指作物生长所需的水分量，调萎系数是指土壤干旱时，作物出现萎蔫的程度。
土壤质地田间持水量（重量%）有效水量（%）调萎系数（%）砂土 10~14 21~24 4~9砂壤土 3~4 4~9 12~20轻壤土 6~9 12~20 13~19中壤土 16~20 22~26 13~22重壤土 4~6 6~10 12~20粘土 10~16 26~28 13~17毛管上升水毛管上升水是指地下水沿着毛细管上升后保持在毛细管孔隙里的土壤水。
考斯加可夫入渗公式
考斯加可夫入渗公式考斯加可夫入渗公式，这名字听起来是不是有点高大上，让人感觉云里雾里的？别担心，咱们今天就来好好聊聊它。
话说我当年在大学的时候，有一次跟着导师去做实地考察。
那是一个夏天，天气热得像蒸笼一样。
我们来到一片农田，准备研究土壤的入渗情况。
当时，导师就提到了考斯加可夫入渗公式。
考斯加可夫入渗公式是用来描述土壤水分入渗过程的一个重要工具。
简单来说，它就像是一个数学密码，能帮助我们解开土壤吸收水分的秘密。
这个公式长啥样呢？它一般写成：I = at^b ，这里的 I 表示累积入渗量，t 是入渗时间，a 和 b 是经验参数。
可别小看这几个字母和符号，它们组合起来可有着大作用。
在实际应用中，考斯加可夫入渗公式能帮助我们预测灌溉时水在土壤中的渗透速度和深度，这对于农业生产来说可是至关重要的。
比如说，我们知道了不同土壤类型的 a 和 b 值，就能合理安排灌溉时间和水量，既不会浪费水，又能让农作物喝饱水，茁壮成长。
想象一下，如果没有这个公式，农民们在灌溉时可能就像没头的苍蝇，不知道该浇多少水，什么时候浇。
而有了它，就好像有了一张精确的地图，能指引我们更好地利用水资源。
再举个例子，在城市的绿化工程中，也离不开考斯加可夫入渗公式。
要让公园里的花草树木长得茂盛，就得合理规划浇水。
要是水浇多了，不仅浪费，还可能导致土壤过于湿润，影响植物根系的呼吸；要是浇少了，植物又会缺水干枯。
这时候，根据土壤的特性和公式的计算，就能找到恰到好处的浇水方案。
回到我那次实地考察，我们在农田里挖了几个小坑，测量不同时间点土壤的入渗量。
那太阳晒得我汗流浃背，可一想到能通过这些数据更好地理解考斯加可夫入渗公式，心里就充满了干劲。
我们认真记录着每一个数据，生怕出一点差错。
在学习和应用这个公式的过程中，我也发现了一些有趣的现象。
不同地区、不同土壤质地的参数 a 和 b 差异还挺大。
比如说，砂土的入渗速度通常比较快，而黏土就相对较慢。
这就像是不同性格的人，有的急性子，有的慢性子。
积水动边界条件下滴灌土壤水分入渗研究(I)——室内试验
摘
要：为更好地指导滴灌工程 实践，针对滴灌土壤表面积水的现象，系统研 究了滴灌积水动边界条
件 下土壤 水分入 渗规律 。通 过 室 内试验 ，专 门对 积水条 件 下不 同滴灌 流量 的滴 灌湿润体 、土壤 水 分入 渗 湿润锋 和地表 积水 范围进 行 了试验 分析 ，结 果表 明 ：积 水动边 界条件 下 ，滴 灌湿润体 在 灌水后很 长
水利水 电技术
第４ ４卷
２ Ｏ １ ３年第 ２期
积 水 动 边 界 条 件 下 滴 灌 土 壤 水 分 入 渗 研 究 （Ｉ） 室 内试 验
李道 西 ，代 小平 ，冯 江 ，雷宏军 ，柴红敏
（ １ ．华北水利 水 电学 院 ，河 南 郑 州 ４ ５ ０ ０ １ １ ；２ ．运 城 市水务 局 ， 山西 运 城 ０ ４ ４ ０ ０ ０ ）
间都随滴头流量的增加而增大。同时，地表积水稳定范围与滴头流量也能符合较好的幂函数关系。
关 键词 ：滴灌 ；地 表积 水 ；充分供 水 ；滴 头流量 ；湿润锋
中 图分 类号 ：￥ ２ ７ ５ ． ６ 文献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ０ — ０ ８ ６ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ １ ３ ８ — ０ ３
ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｐ ｏ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ （ Ｉ ） ：Ｌ ａ ｂ － ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ
土壤水分入渗研究评述
渗深度） ， 为饱和导水率 ， ｃ为比水容量 ， 其中 后 ， ｃ 和都是土壤含水量 的函数 ，该式为入渗理论 的基
本表达式 ， 它可通过数值分析法进行求解。 国外研究者们提 出了很多具有不同侧重点 的 公式和模型 ， 如下 ：
１ ） Ｇ ｒ ｅ ｅ ｎ — Ａｍｐ ｔ 公 式
吸力 Ｓ ｆ 起 主要作 用 ，可 以将 公式 中 的 ， 和 Ｈ 项 忽
略， 简 化 为下 式 ：
ｉ ＝ Ｋ Ｓ Ｉ
ｚ ｆ
式 中： ｉ ｔ ， 。 和 ｋ是特征常数。 为稳定入渗率 ， 用公
式 表示 为 ：
， ＝
Ｊ 叼 ： （ ０ ） “ （ ０ ）
常 数 ｋ决定 着 从 减 小 到 的速 度 。 该 公 式 是 纯经 验 公 式 ， 缺 乏 相 应 的 物理 基 础 ， 由于 其 应 用 的简便 性 ， 至今 仍 广泛 应 用于 许 多研 究 中。
２ ０ １ ３ 年第 ８ 期
［ 文章编号 ］ １ ０ ０ ２ －０ ６ ２ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ －０ ０ ３ ９ －０ ３
东北水利水电
水生态环境
土壤水分入渗研究评述
骆 素娜 ｔ ， 李 尧２ ， 乔倩倩 ｔ
（ １ ． 松辽流域水资源保护局 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ １ ； ２ ． 水利部松辽水利委员会 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ １ ）
确 的水平湿润锋面； 具有固定吸力 ； 土壤含水率 呈 阶梯状分布 ； 湿润 区的含 水率为饱和含水率 ；
湿 润锋 前 为 初 始 含 水 率 Ｏ ｉ 。依 据达 西 定 律 得 出地 表 处 土壤 水分 入渗 率 公式 如 下 ：
Ｌ＝ ＾ ５ ～
第3章 土壤水分的入渗
s
0
2
erfc
z Nt 2 Mt
N
eM
z erfc
z Nt 2 Mt
3.2.1 第一类边界条件的求解
3.2.1.1 土壤水分线性方程的入渗解
(1)水平入渗（吸渗）问题
对水平半无限均质土柱来说，初始含水率θi均匀，进水 端含水率θ0 恒定，且水分扩散度为常数 得到D 定解问题：
2
t D x2
n
1, 2, …, n-1, n 1, 2, …, n-1, n
1/2, 1+1/2, …, (n-2)+1/2, (n-1)+1/2
r = 0 - r ( r = 1, 2, …, n)
(5)
Let
r D( )d
D r1/ 2
r 1
r d
r 1
(6)
For 1/2：
根据
0
i
d
2D
d
d
1/ 2
t
I (t) 0 i( )d
or
i(t) dI (t) dt
设供水强度为R(t )，上边界的吸渗能力为q(0,t)，有：
i(t) min(q(0,t), R(t))
3.1土壤水分入渗概述
3.1.3 三种入渗条件下的定解问题
• 入渗过程的三种情形
（1）入渗率 i 取决于供水强度 R，表层土壤含水率逐步 增加至近饱和，无地表积 水。
边界条件：
O θi
t1 t2
R
θ
t3
K
(
m
)
m
z
K ( m ) z0
R(t)
a.无积水
q(0,t) R(t)
z
O θi
农田水分状况和土壤水分运动
2、压力势（ψp） 、压力势（ψ
毛管上升水的高度与孔隙的半径成反比。 但当孔隙过细时，管壁对水份运动的阻 力增加，因而上升高度反而变小。
4、重力水
当土壤水份超过田间持水量时，多余的水份不 能为毛管所保持而在重力作用下沿着大孔隙向 下渗漏，这部分水就称为重力水。 重力水对作物是有效的，但由于它渗漏很快， 不能被保持，所以对旱作而言是无效的。 当重力水达到饱和，即土壤孔隙全部充满水份 时，土壤的含水量就称为饱和持水量。
4、重力势（ψg） 、重力势（ψ
土壤水由于其所处的位置不同，因重力 影响而产生的势能也不同，有此而产生 的水势称为重力势。 重力势可正可负，它是与参照面相对而 言的。参照面以上的土壤水重力势为正 值，参照面以下的为负值。 通常选择剖面内部或底面边界。
土水势代表土壤水分总的能量水平。土 水势的绝对值越小，土壤水分的能量水 平就越高。 土壤水总是从土水势高（即绝对值）低 处移动。 如果只考虑土壤水分运动，而不考虑植 物对水的吸收，溶质势可以忽略。其余 三个分势和称为水力势： ψh = ψm+ ψp+ ψg
（1）水深（Dw） 指在一定厚度（h）和一定面积土壤中所 含水量相当于同面积水层的厚度。 Dw= θv.h 单位可以用cm或mm，
（2）绝对水体积（容量）
指一定面积一定厚度土壤所含水量的体 积，量纲为L3。 V方/公顷，
V方/亩
二、土壤水的能态
土壤入渗理论及研究方法
3
土壤入渗研究方法
1
注水法 水文法 人工降雨法
2
3
注水法： 双环法、单环法、环刀法、渗透筒、70型渗透仪及 专业的入渗仪法
通常采用同心环人渗装置 ，一般常用的同心环为二同心铁 环 ，内外环中维持同样水层深度 ，通过记 录某一时段 的人渗量来计算土壤人渗率变化过程 。
双环法和单环法：（优点）储水量少、设备简易、操作简 单、野外携带方便，适于野外试验 （缺点）会对土壤结构产生破坏，有可 能会破坏土壤容积，不方便测下层土壤，很难在碎石中使 用。 渗透仪法：可以在不同条件下对土壤入渗进行室内模拟， 但无法描述入渗过程 专业的入渗仪：只能描述土壤入渗达到稳渗时的水分运动状 态，而不能反映从初渗到稳渗的整个水文过程的动态变化。 尽管研究土壤渗透性的方法很多，但是目前在野外试验 中比较常见的是双环法、Guelph入渗仪法。虽然单环法 比双环法操作简单，但目前研究较少。
4
影响入渗的因素
1 2 3 4 5 6
土壤质地 土壤结构 土壤容重 土壤起始含水量 土壤有机质 植被覆盖及耕作
4.1
土壤质地
土壤质地及土壤机械组成，指土壤中各级土粒含量的相对
比例及所表现的土壤砂黏性质，它对土壤水分入渗能力的影 响是通过土壤水分运动的驱动力和水力传导度来实现的。
土壤质地与土壤入渗能力呈负相关关系
已经量化，但是并没有归纳出定量化的规律。关于植被覆
盖对土壤水分下渗的研究很多，但研究尺度小，且研究成 果难以定量化和推广。此外，关于耕作方式关于土壤水分 入渗的影响仍不统一。因此今后仍需对土壤化学作用、植 被覆盖及耕作方式对土壤水分下渗的影响机理方面做进一 步的研究应用。
对于土壤水分入渗实验方法的研究，主要集中在由不
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第一部分 国内外相关浸没和抬田工程技术发展研究现状
5、峡江抬田工程关键技术研究方案
5.1峡江抬田工程关键技术研究方案制定
抬田地面高程
抬 田 工 程 关 键 指 标
影响因素：水库回水、工程造价、 作物主要生长阶段对地下水位和土壤含水量的要求、 土壤淹水可能形成潜育、保水保肥保耕作土
抬田分层、各层厚度、各层土质和各层压实度
一、土壤水分入渗过程及规律
（一）入渗的物理过程
2. 土壤入渗根据其地面是否积水又分为如下形式：
积水入渗 积水前入渗阶段结束后，便进入积水入渗阶段。它 是以地表有积水存在为标志，积水后，地表的实际渗 吸速度随时间延长而逐渐减小，直至最后趋于某一稳 定值。
一、土壤水分入渗过程及规律
（二）土壤的入渗性能
初始条件
初始条件（t=0）时，含水率或水势分布为深度z的函数， 即：
一、土壤水分入渗过程及规律 （四）影响入渗过程的条件
边界条件
分为三种类型： Dirchlet(狄利克雷)条件：它是给定上下边界的土壤含水 率或土壤水势，即，
一、土壤水分入渗过程及规律 （四）影响入渗过程的条件
边界条件
分为三种类型： Neumann(纽曼)条件：它是给定边界的水流通量，即，
分 析 原 状 土 各 层 物 理 化 学 特 性 、 粘 粒 含 量
粘 土 层 土 样 进 行 室 内 实 验
剖 面 观 测 并 取 耕 作 层 厚 度 、
水 位 耕 作 、 作 物 生 长 过 程 ， 调 查 产 量
模 拟 某 填 筑 方 案 非 水 库 运 行
（ 耕 作 层 、 粘 土 层 ） 填 筑 密 度 、 填 筑 含 水 量 、 渗 透 系 数
一、土壤水分入渗过程及规律
（一）入渗的物理过程
2. 土壤入渗根据其地面是否积水又分为如下形式： 无积水入渗： 当灌溉(或降雨)强度小于或等于土壤饱和导水率时， 雨水和灌溉水能及时地全部为土壤所吸收，故不会产生地 面积水。这种入渗主要是降雨或灌溉强度起决定作用。 积水前入渗： 当降雨强度大于土壤饱和导水率，而小于土壤最大 入渗率时，开始阶段地表并不积水，实际渗透速率等于降 雨强度，该强度愈大，则积水前阶段的时间愈短，表土含 水率随时间延长而逐渐增大，最后达到饱和时此阶段结束
第一部分 国内外相关浸没和抬田工程技术发展研究现状 1.2水库浸没的危害
水库浸渍危害
地下水位升高
地 下 水 质 恶 化
地 下 盐 分 上 升 土 地 盐 碱 化
低 洼 地 沼 泽 化
建 筑 物 地 基 条 件 恶 化
渍 害 导 致 作 物 减 产
堤 坝 渗 漏 、 管 涌 和 坍 坡
图 1 水库浸渍危害示意图
一、《土壤水动力学》学习思考问题
•微小单元体建模过程进行了假设与概化，土壤
质地与模型参数关系。
•土壤水运动方程与地下水运动方程的共同点与
区别。
•土壤水动力学在本专业研究现状与实际应用状
况。
一、《土壤水动力学》应用
•水库淹没抬田工程—获得工程设计（土层结构
及相应厚度）施工指标（压实度等）
•排涝除渍工程。
模 拟 水 库 运 行 状 态 下 测 坑 地 下 水 位 ， 测 试 不 同 土 层 厚 度
埋 深 对 水 稻 各 生 长 阶 段 可 能 产 生 的 渍 害 程 度
模 拟 水 库 运 行 状 态 下 不 同 填 筑 高 度 形 成 的 测 坑 地 下 水
层 土 样 保 水 、 保 肥 、 粘 粒 含 量
（二）土壤的入渗性能
累积入渗量I和入渗速率i 的关系
土壤含水率θ(z,t)是深度和 时间的函数，取得了3点认 识。（土壤水动力学79页）
一、土壤水分入渗过程及规律
（三）入渗过程中土壤含水量的垂直分布规律
下渗过程中土壤含水量的分布，最早考尔曼(Coleman) 与包德曼(Bodman)(1944,1945)做了研究，把下渗过程中 土壤含水率的分布划分为四个具有明显分区的水分带，它 们反映了下渗水流垂向运动的特征。
抬 田 区 内 典 型 区 划 分 （ 相 应 的 作 物
度 及 土 壤 特 性 调 查 测 定
现 状 耕 作 层 、 犁 底 层 厚
水 位 等 耐 渍 指 标 调 查 、 类 比 、 原 位 测 定
作 物 各 生 长 阶 段 根 系 深 度 、 土 壤 水 分 、 地 下
分 析 原 状 各 土 层 渗 透 系 数 、 密 实 度 、 含 水 率
图3 防护区典型剖面设计
第一部分 国内外相关浸没和抬田工程技术发展研究现状
5.2 江西省峡江抬田工程关键技术研究技术路线
峡江抬田工程关键技术研究 抬田区原状指标调查、试验 抬田工程填筑高度及各层填筑厚度、密度等指标确定 小区模拟试验 测坑模拟试验 室内实验
野外调查与现场试验
室内实验
种 植 结 构 、 耕 作 制 度 、 灌 溉 制 度 ）
一、土壤水分入渗过程及规律
（二）土壤的入渗性能
不同质地土壤的稳定入渗率id
土质 砂 壤土 粉质土 粘质土
id/min h-1
20 5-10 1-5 1
砂质、粉沙质土 10-20
一、土壤水分入渗过程及规律
（二）土壤的入渗性能 土壤入渗速率的变化过程（土壤水动力学80页）
一、土壤水分入渗过程及规律
第一部分 国内外相关浸没和抬田工程技术发展研究现状 2.2抬田
抬田
剥离耕作层→砂 卵石混合土层垫 高至安全高度→ 回填耕作层
抬田高度的确定= 作物生长期内地下 水适宜埋深的最大 值+相应时期地下 水位（浸润面）
作物生长期内地下水 适宜埋深的最大值= 毛细管水饱和区高度 +作物成长期内最大 的主根深度（水稻烤 田地下水位）
“混合边界”条件(mixed condition)或称劳平条件(Robin Condition)是Dirchlet条件和Neumann条件的混合。
一、土壤水分入渗过程及规律 （四）影响入渗过程的条件
在田间水分动态模拟中这种混合边界条件的应用具有 以下优点： 下边界的水势值可以用张力计在田间容易测的，相应的 含水量也可由水分特征曲线求得。 上边界的水流通量可以由入渗前的土壤含水量以及降雨 强度或灌溉水深度（或喷灌强度）确定（蒸发条件下由气 象因素和土壤水分条件确定）。
第一部分 国内外相关浸没和抬田工程技术发展研究现状 4.2 抬田工程的研究现状 ①耒中水电站库区淹没抬田处理
保护农田，不需防洪堤、排渍站等工程,节省工程投资
抬 田 处 理 主 要 优 点
无需工程运行管理费用，是一种简单易行、 实用的库区淹没农田处理方式
抬田处理后，可减少占地28.2 hm2，减少移民420人。 抬田工程2002年底全部完工，2003、2004年全部投入 耕作，经过的实践检验，农田质量相对原有农田并未 下降，粮食产量稳产丰收，农民满意
影响因素：工程造价和工程施工、 分层方案和各层土质受周围可用土质影响、 保水保肥保耕作土、土壤通气和适度渗漏需要
第一部分 国内外相关浸没和抬田工程技术发展研究现状 4.2 抬田工程的研究现状 ③亭子口库区农田防护工程保水保土性能室内试验
图4 大型土柱试验装置
第一部分 国内外相关浸没和抬田工程技术发展研究现状 4.2 抬田工程的研究现状 ②亭子口库区农田防护工程低地垫高方案
测 试 小 区 、 测 坑 试 验 填 土 各 土
密 度 、 填 筑 含 水 量 、 渗 透 系 数 确 定 保 水 及 控 制 含 水 率
模 拟 并 测 试 不 同 土 层 厚 度 （ 耕 作 层 、 粘 土 层 ） 填 筑
抬田工程前、后各项指标时间、空间尺度监测数据库 抬田工程技术、经济评价 制定抬田工程规范、发表论文、申请专利
一、土壤水分入渗过程及规律 （三）入渗过程中土壤含水量的垂直分布规律
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一、土壤水分入渗过程及规律 （四）影响入渗过程的条件
入渗过程中，累积入渗量、入渗率和土壤含水率随 时间的变化和地表处的施加方式和状况有关，也就是 说与入渗的初始和边界条件有关。为了求出入渗过程 中土壤含水量的分布，以及入渗率随时间变化的定量 结果，可以在一定的初始含水率分布条件下，根据入 渗边界条件，求解水分运动方程。
3. 传导区
土壤含水量基本上保持在饱和含水量 与田间持水量之间，沿垂线均匀分布，形 成一个传导区，随着供水历时的增长湿润 锋不断下移，水分传导区不断向下延伸， 而土壤含水量则保持在上述数值范围内 （60-80%s），并且这一带毛管势梯度极 小，水分的传输运动主要为重力作用。
一、土壤水分入渗过程及规律 （三）入渗过程中土壤含水量的垂直分布规律 4. 湿润带（区）
1. 入渗速率i (Infiltration rate)： 2. 累积入渗量I (accumulative infiltration capacity)： 又称入渗率，单位时 3. 入渗能力ip ( Infiltration capacity) ： 间内通过单位面积入 渗到土壤中的水量 4. 稳定入渗率id (steady infiltration rate)： (mm/min,cm/d) 在某一时段内，通过 在一个大气压下，土 单位土壤表面所渗入 壤表面供水充足，这 3 2 的总水量(cm /cm ） 时水渗入土壤的通量 或cm，mm)。 （•水文学中研究地表产流问题
•农田水利学研究灌溉或降雨后土壤水分的分布
•水资源评价中研究降雨对浅层地下水的补给问