降雨和灌水入渗条件下土壤水分运动

第三章降雨和灌水入渗条件下土壤水分运动水向土中入渗过程土壤水运动线性化方程的近似解Green-Ampt模型的入渗解入渗通量/地下水补给量确定1CUG3。1水向土中入渗过程一、概述降雨和灌水入渗是田间水循环的重要环节，是水资源评价和农田水分状况调控的重要依据。水渗入土壤的强度主要取决于降雨或灌水的方式和强度以及土壤渗水性能。如果土壤渗水性能大于供水强度，则入渗强度主要决定于外界供水强度，在入渗过程中土壤表面含水率随入渗而逐渐提高，直至达到某一稳定值。如果降雨或灌水强度超过土壤的渗水能力，入渗强度就决定于土壤的入渗性能，就会形成地表径流或地表积水。2CUG这两种情况可能发生在入渗过程的不同阶段，如在稳定灌溉强度下，开始时灌溉强度小于土壤入渗能力，入渗率等于灌溉强度.经过一定时间后，土壤入渗能力减小，灌水强度大于土壤入渗能力，于是产生余水。随土壤水的入渗速率逐渐减小，最后接近于一常量，而达到稳定入渗阶段。3CUG

土壤的入渗能力随时间而变化，与土壤原始湿度和土壤水的吸力有关，同时也与土壤剖面上土质条件、结构等因素有关。在较干旱的条件下，土壤表层的水势梯度较大，入渗速率较大。随着入渗水渗入土中，土壤吸力下降。湿润层的下移使吸力梯度减小。4CUG

在垂直入渗情况下，如供水强度较大，使土壤剖面上达到饱和，当入渗强度等于土壤饱和水力传导度时，将达到稳定人渗阶段。如供水强度较小，小于饱和土壤水力传导度时，达到稳定入渗阶段的入渗强度将等于该湿度条件下的非饱和土壤水力传导度。5CUG入渗概述降水初期：土层干燥，吸水能力很强，雨水下渗快；降水延续：土层达到一定的含水量，毛细力与重力共同作用，下渗趋于稳定；降水再继续：当土层湿锋面推进到支持毛细水带时，含水层获得补给。6CUG稳定降水过程的土层水分分布图

t1→t2→t3→t4一直不断降水，地面积水t4停水后，t5→“湿降面→传输带向下推进”。7CUG二、影响入渗过程的因素P=Rs+E+ΔS+RG影响降水入渗的因素？气候因素（P，E）；降水总量；降水强度；降水频率；降水延续时间。总量大，强度适中，间隔短，适中时间长的绵绵细雨最有利。温度适中，温差较小，相对湿度大，蒸发强度小。地形:高或低，陡或缓地质？渗透性愈好，愈有利于入渗；地下水位埋深8CUG

三、入渗过程的定解条件降雨或灌水条件下的入渗过程和初始土壤剖面上水分分布与地下水位条件有关。一般入渗问题的定解条件有以下几种情况。1。初始条件初始h或已知：9CUG2。边界条件

（1）上边界条件（地表）降水或灌溉使地表湿润，但不积水，表土接近饱和含水率降水或灌水强度已知，且不超过入渗强度，不积水降水或灌水强度大于入渗强度，地表积水，积水深为H(t)，则10CUG2。下边界条件（1）地下水埋深较小，以地下水位作边界地下水位不变（设地下水位埋深为d）地下水位变化d(t)已知,有（2）地下水埋深较大，计算范围内下边界含水率保持初始含水率11CUG（3）不透水边界，下边界流量为零，12CUG3。爱2拣土壤量水运畅动方务程的话近似乳解在地榴表有糖一薄在水层杀时，反表层蜻含水今率等掏于饱粘和含抚水率希；在腹地下扭水埋销深较帽大时腰，计削算时耍段内辉入渗惭水不著会到坐达下镰边界亡。为摘此，觉下边潜界土倍壤含留水率匙不变楚，等疫于初笋始含纤水率遣，则依边界颜条件岗可以卧写作板以下普形式扭：13CU泄G由于纪该微钟分方嫂程为矿非线踩性方狂程(渔因为登扩散里度D()及水街力传踢导度k()均为谦待求堵含水若率的函程数）难，求泡解比厕较困逃难。都为简瓜化计捞算，础以平并均值价近似抓代替该方乳程为绸常系米数线泊性方僚程，住可以角用拉栗普拉绪斯变晋换求彩解。伶对此首采用袍拉普涂拉斯载变换局得象门函数宗方程脑：14CU序G原函笋数15CU等G16CU狠G再进锐行逆笛变换易得含床水率驴的表贡达式集：采用式可额计算忽不同铃时刻查的土浊壤含斯水量蜜剖面惭。此图档说明粉什么杨？17CU闹G入渗介强度i随时毁间t的变桶化有什弄么特宁点呢民？18CU匪G3.映3Gr浇ee拨n-散Am叹pt模型称的入犬渗解Gr烫ee罪n—局Am伞pt模型日是1塑91居1年往提出撤的一畜种简拐化的贼入渗旦模型挪，假曾定：土壤服是由吹一束少直径苦不相正同的策毛管皮组成核，入锦渗过怨程中洪，湿恭润锋绍面几点乎是垫水平样锋面赔，且挨在锋姻面上鲜各点眉的吸撕力水呼头均副为Sm锋面调后面扎的含潮水率慈相同技，k()为常掘数又称宿活塞善模型阳。入渗居通量左计算盲？19CU业G此式玩表示t时刻茅湿锋委面到汪达的陪位置20CU厉G21CU急G3.团4漂入渗牧通量稀/地乒下水堆补给肿量的貌确定呈方法达西描公式零通导量面帖或瞬对时剖垮面法示踪拉方法水均捏衡法踩（Wa需te关r斯bu用dg干et尤）基于腔地表捡水-惑地下床水信将息的工方法段（Me钢th另od购s其ba睬se其d迫on裁s阶ur哑fa视ce艇/g宁ro岩un汤d册wa铃te繁r筝da贴ta太）22CU之G入渗笔补给统地下难水量帆的确抗定方贩法MethodScale/FlowFavorableaspectsUnfavorableaspectsWaterbudgetLocaltoareal;steadyortransientflow;preferentialanddiffuseflowWatertablefluctuationAreal;transientflow;preferentialanddiffuseflowInexpensive,simpleCanbedifficulttocorrectlyidentifywaterlevelrisesduerechargeonlyLysimeterLocal;steadyortransient;preferentialanddiffuseflowCanmeasurerechargedirectlyCanbeexpensive,disturbanceduetoinstallationDarcianLocal;steadyoftransient;diffuseflowDoesnotcapturepreferentialflowZero-fluxplaneAreal;steadyortransientflow;diffuseflowIntensivefieldmonitoringrequiredTracersLocaltoareal;steadyortransient;preferentialanddiffuseflowFlowratemaychangeintime,multiple/missedpeaks23CU河GDa留rc掉y’饺s彼La岗w:稳定肃态Da巷rc踪蝶ia既n方法厕评价蒸地下蔽水补重给hh24CU浓G基质毫势梯邮度为肉零处目水流恰通量垂向买驱动锡力只栗有重炼力水流阿垂直枝向下密，水贴力梯毁度和拜通量盾等于论常数野外亭存在棒基质宽势梯嫩度为鹊零的乌现象纱吗？25CU复GMa晚tr遍ic串P议re径ss抬ur半e骂Pr县of览il群ePa氏lo妨us球e任Ri首dg硬e凳H培ol呆e们2惑J辫un最e喜19咬89h26CU热G27CU傍G28CU塞GSo智me宅i心mp虎or私ta赵nt扒q待ue宋st危io你nsHo药w所ac课cu读ra马te维d患oe逼s言K()呢h悟av惑e剧to督b睛e?Ho缩慧w衰ac辛cu寺ra内te叛d铲oe受sfi条el唤dha云ve盆t院o渡be轮?Ho光w宴de罢ep莫f宽or献s财te民ad舱in般es财s?Wh筹at段a细bo拍ut宿p诞re算fe腿re嘴nt句ia航l塌fl口ow棒?Wh秧at至a珠bo景ut瓶n友on眨-o残ne乏-d益im坝en档si坏on肾al铃f员lo傍w?Ho岩w享mu圆ch授d攻ev烟ia管ti嗓on牲f辈ro孔m猜pe染rf店ec谋t允st兼ea倦di桨ne子ss腰i工s景to葱le钓ra夫bl罗e?29CU凡GWa笑te屡r壮Bu见dg吩etLa源rg停es辟t椒cl地as绑s金of吓r窝ec历ha拥rg超e极es攀ti胃ma职ti饺on肃t殖ec丙hn潜iq葬ue仁sRe圾si捷du喘al细a告pp幅ro调ac左h搞vs狱.常di艰re蛛ct挪a堂pp辩ro茫ac和hNo储p虑re糟su谦pp碧os队it瓦io麦n假ab光ou么t欣me疲ch坡an辜is骨ms剑f催or采w庙at唤er义m育ov云em秤en轧tMa研y捞be您u希se崭d社on梨l仇ar殿ge伏o忙r笋sm膛al纺l略sc拍al此esAc互cu胞ra盆cy砌d亭ep舞en钟ds队o易n析ho友w假we嫌ll刑c怜om贸po慨ne仆nt孤s统ca杠n最be半m产ea逼su职re采d,斩e吃sp嫁ec品ia秃ll帐y拾wh询en跌R串i注s族sm凯al鞭l倾re万la悼ti泡ve相t犁o扶ot绕he咱r蒙va彼lu机esTi供me肾s困ca卷le密o拳f酿es溪ti亭ma护te奇i戚s饰im县po悠rt殿an豆tP盒=鄙ET猫+DS猜–格Qin+因Qou事t+兔R30CU那GZe毛ro饱F却lu数x鱼Pl软an牲ePl捧an鸦e燥of进z筒er王o净gr栏ad弱ie谊nt旨i堂n晒UZCh细an刻ge尖s娘in海m骗oi堆st岩ur吼e辰ab虏ov颂e尚ZF李P锦us接ed座f盏or钢E换T焦ca摩lc丹ul材at嫂io酱nCh哨an抛ge根s灯in极m同oi厘st守ur佣e搜be辰lo丢w供ZF结P拐us第ed欧f钱or狡r托ec植ha哥rg尾e补ca俘lc专ul赛at后io获nIn百te曲ns气iv忆e腊fi抄el担d短mo敬ni果to严ri份ng主r词eq稻ui随re湖d肚(qan桃dy)ZF妇P雀ma地y鱼mo尘ve仙u造p伶or江d善ow率nHydraulicHeady(z,t)-+DepthZFPETRecharge31CU吉GLy伏si上me丈te挖rsUs数ua眉ll配y网cy满li污nd粱ri最ca碍l,予v爹ar招ia辫bl滔e辜si蜡zeFl涛ux雷es袭a震re蹲m搁ea能su誉re票d宰us兼in熊g小dr盐ai挠ns帐,俘co封ll馅ec运ti御on赠v皂es撒se恼ls督,缸or肌b跨al和an颠ce论sSm述al嫌l-畜sc摸al拘e品wa夜te刷r绒ba遣la声nc青eIf翼b字ot常to衰m艇is灶b迎el开ow雪Z彩FP爱,黑dr子ai始na辈ge夫=礼r弦ec雹ha链rg旁eEx疏pe捕ns导iv勿eDi乒st拔ur世ba织nc久e旨of豆s谱oi芳l谦an撒d则ve灶ge吧ta岗ti哗onUn讨na站tu台ra旁l糠bo思tt稿om院b租ou强nd嚼ar拢y32CU袄GSu宰rf形ac统e境Wa主te陵r监Me骂th崖od秋sCh伤an财ne码l福wa橡te附r羊ba述la谈nc吧eLo弊si救ng据s足tr诉ea孩msSt克re孝am赛l泡os翅s亡de盯te摊rm凶in育ed咬b砌y芝di婆ff险er粒en芝ce猴s扯in茅d卵is谊ch裳ar展ge叛a味