【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Qiting 下滲能力的計(jì)算方法大致可以分為三類(lèi)：物理的、近似理論的和經(jīng)驗(yàn)的。比較實(shí)用的是基于簡(jiǎn)化概念的，經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃徒评碚摰哪Ｐ汀? （ 1）經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。是通過(guò)試驗(yàn)觀測(cè)建立下滲曲線，再根據(jù)下滲曲線來(lái)估計(jì)模型的參數(shù)。最常見(jiàn)的三種經(jīng)驗(yàn)公式是 Kostiakov模型， Horton模型和 Holtan模型。 ① 考斯加柯夫（ Kostiakov， 1932）公式。主要用于灌溉情況，它需要一組實(shí)測(cè)下滲資料以率定參數(shù)。 ap tKf ??? （ ） 式中： K、 a—— 經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，取決于土壤和初始條件；t—— 時(shí)間。 Zuo Qiting ②霍頓（ Horton， 1940）公式。反映了下滲強(qiáng)度隨時(shí)間遞減，并最終趨于穩(wěn)定下滲。 Horton模型公式只適用于有效降雨強(qiáng)度大于穩(wěn)定下滲率的情況，其中的三個(gè)參數(shù)必須根據(jù)實(shí)測(cè)資料來(lái)率定。 ktcp effff ???? )( 00（ ） 式中： f0 —— 暴雨開(kāi)始時(shí)的最大下滲率； fc—— 穩(wěn)定下滲率； k—— 經(jīng)驗(yàn)參數(shù)； t—— 時(shí)間。 Zuo Qiting ③霍爾坦（ Holtan， 1961）公式。 Holtan認(rèn)為土壤蓄水量、與地面相通的孔隙以及根莖作用是影響入滲能力的主要因素，并給出修正后的公式（ Holtan和 Lopez， 1971）。 ca fSAGIf ???? （ ） 式中： f —— 下滲率； fc—— 穩(wěn)定下滲率； GI—— 作物生長(zhǎng)指數(shù)，在生長(zhǎng)季節(jié)中從 ； A—— 下滲能力與有效蓄水量的 ； Sa—— 是地表層有效蓄水量。 Zuo Qiting （ 2）近似理論模型。最常用的有 GreenAmpt模型和Philip模型，此類(lèi)模型計(jì)算結(jié)果相差不大，難點(diǎn)在于參數(shù)估計(jì)。 ① 格林 — 安普特（ GreenAmpt， 1911）公式。是根據(jù)Darcy定律建立的一種近似模型。模型最初是針對(duì)地面積水、深厚均質(zhì)土層以及初始含水量均勻分布條件下的下滲建立的。假定水流以活塞流形式進(jìn)入土壤，在濕潤(rùn)和未濕潤(rùn)區(qū)之間，形成一個(gè)劇變的濕潤(rùn)鋒面，忽略地面積水深度的 GreenAmpt入滲率公式是： ?????? ???FSKf fi )(1 ?? （ ） Zuo Qiting 其積分形式為： ?????????????fiift SFSFK)(1ln)(????（ ） 式中： K—— 有效水力傳導(dǎo)度； Sf—— 濕潤(rùn)鋒面處的有效吸力； —— 土壤孔隙率； —— 初始含水量； F——累積入滲量； f—— 入滲率。式中假定地面積水，因此入滲率等于入滲能力。 ? i?Zuo Qiting GreenAmpt模型下滲與實(shí)際下滲過(guò)程的比較 深度深度0 0土壤濕度 土壤濕度飽和區(qū)濕鋒濕鋒飽和區(qū)傳輸區(qū)θθ實(shí)際下滲過(guò)程 G reen amp。 A mpt 下滲過(guò)程Zuo Qiting Mein和 Larson（ 1973）發(fā)展了 GreenAmpt模型，將其應(yīng)用于降雨入滲的模擬。在地面發(fā)生積水之前的降雨強(qiáng)度R等于入滲率 f，累積入滲量 Fp等于發(fā)生積水時(shí)刻 tp之前的全部降雨量，穩(wěn)定降雨下滲率為： ? ?pfipttFSKKfttRf???????????。??（ ） 式中： tp—— 地面積水發(fā)生時(shí)間， ； Fp—— 累積入滲量， 。 RFt pp /?? ? )1//()( ??? KRSFifp ??Zuo Qiting 其積分形式如下： ? ???????????????? fiifPp SFSFtttK)(1ln)(39。????（ ） 式中： t’p —— 在地面積水的初始條件下入滲量達(dá)到Fp的當(dāng)量時(shí)間 。 Zuo Qiting ② 菲利普（ Philip， 1957）公式。是建立在包氣帶中水動(dòng)力平衡和質(zhì)量守恒原理（非飽和下滲理論）基礎(chǔ)上，考慮均質(zhì)土壤、起始含水量均勻分布及充分供水等條件下，將 Richards方程經(jīng)過(guò)代換和微分展開(kāi)，取展開(kāi)公式的前兩項(xiàng)求得。 AtSf ??? 2/121（ ） 式中： f—— 下滲率； t—— 從開(kāi)始積水時(shí)刻起算的時(shí)間； S—— 吸收率； A—— 經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，在 － 1Ks之間（ Youngs， 1964）， Ks為土壤飽和水力傳導(dǎo)度。 Zuo Qiting 上式中的參數(shù)可由下滲實(shí)驗(yàn)資料回歸分析確定，也可根據(jù)土壤資料估計(jì)，參數(shù) S可以用 Youngs公式近似確定： fi SKS ???? )(2 ??（ ） 式中： Sf—— GreenAmpt模型中的有效濕潤(rùn)鋒吸力； —— 總孔隙率； —— 初始土壤體積含水量；K—— 有效水力傳導(dǎo)度。 ? i?Zuo Qiting 土壤水 土壤水的基本特性 （ 1）土壤水的類(lèi)型 土壤水是吸附于土壤顆粒和存在于土壤孔隙中的水。當(dāng)水分進(jìn)入土壤后，在分子力、毛細(xì)管力或重力作用下形成以下四種類(lèi)型。 ①吸濕水；②薄膜水 ；③毛細(xì)管水 ；④重力水。 Zuo Qiting （ 2）土壤水特性 ①土壤含水量（率）。又稱(chēng)為土壤濕度，表示土壤中所含水分的大小。在實(shí)際工作中，常常將某個(gè)土層所含的水量以相應(yīng)的水深來(lái)表示，以 mm計(jì)。另外，還常用土壤重量含水率、土壤體積含水率和飽和度來(lái)表示。 表征土壤水分的形態(tài)和性質(zhì)發(fā)生明顯變化時(shí)的土壤含水量（率）稱(chēng)為土壤水常數(shù)。常用的土壤水常數(shù)如下： 最大分子持水量 ；凋萎含水量（凋萎系數(shù)）；毛細(xì)管斷裂含水量 ；田間持水量 ；飽和含水量（全蓄水量）。 Zuo Qiting ②土壤水分特征曲線。是土壤水吸力（或土壤水的基質(zhì)勢(shì)）與土壤含水量（率）的關(guān)系曲線，也稱(chēng)毛細(xì)管壓力與飽和度的關(guān)系曲線。它表示土壤水的能量和數(shù)量之間的關(guān)系，是研究土壤水的保持和運(yùn)動(dòng)的重要特征曲線。 ③水力傳導(dǎo)度。是土壤傳輸水分的能力度量，其大小取決于土壤特性（總孔隙度、孔隙大小分布和孔隙連續(xù)性）和液體特性（黏滯性和密度）。水力傳導(dǎo)度單位為 m/d。水力傳導(dǎo)度與土壤含水量之間為非線性函數(shù)關(guān)系。 Zuo Qiting ④滯后現(xiàn)象。表現(xiàn)為減濕和吸濕兩個(gè)不同的曲線，這是由于在吸濕過(guò)程中空氣被禁錮在部分孔隙中造成的。在實(shí)際應(yīng)用上，滯后現(xiàn)象往往被忽略。 ⑤土壤水特性的空間變化。土壤特性的空間變異性帶來(lái)了土壤水特性的空間變化。過(guò)去對(duì)土壤水特性空間變化的性質(zhì)和統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量研究，描述方法有頻率分布、空間趨勢(shì)或偏移、空間自協(xié)方差或自協(xié)相關(guān)，以及相似介質(zhì)或有關(guān)比尺類(lèi)型。 Zuo Qiting 土壤水特性的測(cè)定 （ 1）土壤含水量的測(cè)定。分為直接法和間接法。 ①直接法。稱(chēng)重法是最基本的直接測(cè)定法，也是確定土壤含水量的一種標(biāo)準(zhǔn)方法。 ②間接法。是通過(guò)測(cè)定土壤特性或土壤中受含水量影響的某種感應(yīng)物體的特性，來(lái)間接推算出含水量。常見(jiàn)方法有：放射法、電阻法、時(shí)域反射法（ TDR）、核磁共振法和遙感技術(shù)等。 Zuo Qiting （ 2）土壤水分特征曲線的測(cè)定。即測(cè)定一系列土壤含水量及其對(duì)應(yīng)的基質(zhì)勢(shì)。測(cè)定方法根據(jù)測(cè)定土壤水基質(zhì)勢(shì)（或吸力）的方法來(lái)進(jìn)行分類(lèi)：① 負(fù)壓計(jì)法 。即用負(fù)壓計(jì)測(cè)定土壤吸力，用稱(chēng)重法測(cè)定相應(yīng)含水量；② 沙性漏斗法 ；③壓力儀法 ；④ 穩(wěn)定土壤含水率剖面法 。 （ 3）水力傳導(dǎo)度。鉆孔法和壓力計(jì)法是兩種被廣泛用來(lái)測(cè)定地下水位以下飽和水力傳導(dǎo)度的方法。飽和水力傳導(dǎo)度在實(shí)驗(yàn)室常用穩(wěn)態(tài)水流方法測(cè)得，非飽和水力傳導(dǎo)度的確定常用穩(wěn)態(tài)流法、瞬時(shí)剖面法等。 Zuo Qiti