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优先流是近年来针对土壤水分运动所提出的新概念,它是一种较为常见的土壤水分运动形式,与土壤入渗、地表及地下水质密切相关,而大孔隙流是一种典型的优先流现象。由于土壤中大孔隙的普遍存在,使水分及溶质优先通过这些通道形成的大孔隙流对土壤内部水分和溶质的运移有十分显著的影响。本论文通过室内物理模拟试验及数学模型研究,从大孔隙的深度和有效面孔隙度两个方面研究了模拟大孔隙对水分及溶质在非饱和土壤中运移规律的影响作用。取得了如下主要成果：(1)提出了研究模拟大孔隙域的特征指标——大孔隙深度和有效面孔隙度的概念,试验结果表明所提指标是合理的。利用一定范围粒径的砂石在特制的试验仪器和模具中模拟制作了不同深度及不同有效面孔隙度的大孔隙域。(2)分析了水分在有同一模拟有效面孔隙度(Φ=1.8370%)、不同模拟深度大孔隙域非饱和土壤中的优先运移规律。得出试验条件下特征转折时间Tp、累积入渗量、特征湿润锋及瞬时入渗率等具有显著的优先迁移特征。给出了不同模拟深度大孔隙水分入渗增量及单位大孔隙面积水分入渗增量比的概念,并进行了定量分析和验证。(3)分析了水分在有同一模拟深度(Z=15cm)、不同模拟有效面孔隙度大孔隙域非饱和土壤中的运移规律,得出了水分入渗过程中特征转折时间Tpe、水分累积入渗量、特征湿润锋与有效面孔隙度在试验条件下的定量关系,并给予了验证,效果良好；分析得出了水分入渗过程中瞬时入渗率的变化有显著的优先流现象。(4)分析了水分及溶质在有不同的模拟深度和不同模拟有效面孔隙度大孔隙域非饱和土壤中的渗漏出水水量和出水溶质浓度的变化规律,建立了模拟大孔隙的深度和有效面孔隙度与累积出水水量和溶质累积收获量之间的定量数学关系；在特定试验条件下得出了溶质在含模拟大孔隙域非饱和土壤中的纵向分布具有明显的双峰现象且缩短了溶质向土壤深层运移的时间及溶质在非饱和土壤中以大孔隙域为中心的径向分布规律,即呈现以大孔隙域为中心呈辐射状、沿径向增大的规律。(5)建立了水分在有模拟大孔隙域非饱和土壤中运移扩散的双重渗透率概念模型,并结合试验条件予以了简化处理。采用ADI差分方法对简化后的数学模型和初始及边界条件进行了有限差分求解计算。利用建立的数学模型结合HYDRUS-2D软件对水分在含模拟大孔隙域非饱和土壤中的特征湿润锋和断面湿润锋的推移过程进行了模拟,与实测值进行了比较,结果表明效果良好。