【摘 要】
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土壤的降雨入渗性能对于水文过程、作物水分利用、灌溉管理、土壤侵蚀等方面的研究和实践非常重要。 本文提出了测量降雨条件下土壤入渗性能的产渗流积水法。由水量平衡原
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土壤的降雨入渗性能对于水文过程、作物水分利用、灌溉管理、土壤侵蚀等方面的研究和实践非常重要。
本文提出了测量降雨条件下土壤入渗性能的产渗流积水法。由水量平衡原理,根据径流在坡面上推进的过程和积水情况下积水深度随时间变化的过程,推导得到了计算土壤入渗性能的数学模型。采用两种工况:雨强为60mm/h,坡度5°;和雨强30mm/h,坡度20°,进行室内试验,获取相关的数据,计算得到了两种工况的入渗性能曲线。不同坡位入渗过程曲线反映了坡面径流到达前后,实际入渗率数值上从降雨强度跃升到入渗性能的变化,而且均遵循同一入渗性能曲线,随着降雨时间逐渐降低并趋于稳定入渗率。采用水量平衡原理对产渗流积水法实验结果进行了精度估计,分析了观测径流推进距离误差引起的入渗性能测量结果的误差,由实测入渗率求入渗水量的解析解,与实际降雨量进行比较,估计测量精度,说明产流积水法测量坡地降雨/径流入渗性能的合理性。
提出了测量降雨条件下土壤入渗性能的径流-入流-出流测量方法。采用水量(质量)平衡原理,根据径流在坡面上的推进过程和坡面出流情况下径流流量随时间的变化过程推导得到了计算土壤入渗性能的数学模型。采用两种工况:雨强为20mm/h、坡度0°和雨强60mm/h,坡度20°测量土壤入渗性能。并同时用双环入渗仪测量入渗性能用于比照。结果表明,这种新方法可以很好地表征土壤入渗性能的概念,并能获得很高的初始入渗能力。分析了这种测量方法和计算模型的合理性。采用降雨量、入渗量对比方法,计算了上述两种工况的测量误差,说明了该方法的测量精度。由于初始阶段供水能力的限制和土壤团聚体崩解的影响,双环入渗仪测量得到的瞬态和稳定入渗能力均远小于用该方法测量得到的结果。
本文提出的测量土壤降雨入渗性能方法可以克服以往降雨器和双环入渗仪法的不足,用于测量坡地降雨/径流/土壤侵蚀等因素影响下的整个降雨入渗过程曲线。通过传统入渗模型对实验测量数据的拟合表明,该测量方法是可行的,计算模型是正确的。本研究的结果为相关研究提供有力的工具。
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