黄土水力参数的测定与间接推求方法研究

来源 :西北农林科技大学 西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hqchunyun
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准确测定和估算黄土水力特征参数是模拟土壤水分运动的基础,对黄土高原生态环境有重要指导作用。土壤水分特征曲线、导水率和扩散率是水力特征参数的重要组成部分,国内外学者已经对他们的直接测定和间接推求方法作了大量的研究工作。直接测定方法大多需要昂贵的仪器、严格的测定技术和长时间的监测,间接推求方法的精确度又受模型种类和土壤自身物化性质的影响,因此针对不同的土壤需要选用不同的推求方法。本研究通过对土壤水分扩散率——水平土柱入渗法的改进,发明一种可以同时测定多个土样水分扩散率的圆盘扩散装置,用其测定四种典型性黄土(杨凌重壤土、长武中壤土、安塞轻壤土、神木砂土)的水分扩散率并与水平土柱入渗法测定的结果进行比较分析。在此基础上,还尝试用土壤的颗粒分布等基本物理性质间接推求黄土的水力参数,比较了十种颗粒分布参数模型在黄土的模拟效果,评价了物理-经验(Arya-Paris简称AP)和分形几何(Tyler-Wheatcraft简称TW)两种方法推求黄土水分特征曲线的准确性,并用Brooks-Corey-Burdine(简称BC-B)和van Genuchten-Mualem(简称VG-M)两种水分特征曲线方程推求了黄土的非饱和导水率。结果表明:(1)研制的圆盘扩散仪测得的水分扩散率与水平土柱入渗法的结果不存在显著性差异,证明圆盘扩散仪测得的数据是可靠的。圆盘扩散仪的优点是:能同时测定多个样本,可设重复,能减少测定误差,提高工作效率。(2)通过比较目前通用的10种土壤颗粒分布模型对黄土性土壤的拟合效果,发现三参数的Fredlund模型具有广泛的适应性且拟合效果最好。(3)在利用土壤的基本物理性质预测黄土性土壤的水分特征曲线时,总体上讲AP方法和TW方法均能得到满意的结果。但相比较而言,AP方法的预测精度明显优于TW方法。另外AP方法的预测结果受土壤质地的影响较小,TW方法的预测结果随着质地的不同存在较大差异。(4)BC-B和VG-M两种方法均能准确推求杨凌、长武、安塞、神木四种不同质地土壤的非饱和导水率,相对而言BC-B法对粗质土壤的预测结果较好,而VG-M在细质土壤上的预测效果较好。
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