紫色土典型不规则层状结构土壤水分入渗模拟研究

Many scholars have made an intensive study of water infiltration mechanism and simulation techniques of horizontal layered soils through different model and way, and made great progress, but the research on infiltration properties of irregular layered soils is rare. For lack of irregular layered soils seepage theory, the process and properties of soil water infiltration under natural condition can not be described comprehensively, which inevitably affects scientific management of soil water and conservation of soil and water resouces..On the basis of predecessors' achievements, through special simulation device for soil infiltration, different textural purple soils will be choosed to simulate infiltration process in typical irregular layered soils in this research. After that , Based on Darcy law and Richards equation, theory of soil water dynamics will be employed to disscuss infiltration mechanism of typical irregular layered purple soils, and establish the analytic model of infiltration process in typical irregular layered purple soils..This research will provied fundamental achievement for developing the theory of infiltration in heterogeneous irregular layered soils, and also provide scientific basis for hydrological calculation in same profile soil, and provide advise for increasing infiltration of decreasing infiltration in practical production.

虽然许多学者通过不同模式和方式对规则水平层状土的入渗机制和模拟技术进行了研究并取得了巨大进展，但对于不规则的层状结构土壤水分入渗特性的研究非常有限，缺乏非均质不规则层状结构土壤渗流理论，不能全面真实描述自然状态条件下土壤水分入渗过程和特性，影响实践中土壤水分的科学管理和水土资源保育。本课题拟充分借鉴前人研究成果的基础上，通过特制的土壤水分入渗装置，选择不同质地（容重）紫色土，室内模拟典型不规则层状结构土壤水分入渗，基于Darcy定律和Richards方程，运用土壤水动力学理论，探讨紫色土典型不规则层状结构土壤水分入渗机制，建立紫色土典型不规则层状结构土壤水分入渗解析模型。本课题的开展，将为发展非均质不规则层状结构土壤水分入渗理论提供前期成果，也为实际生产中类似结构土壤的坡面水文计算，指导增渗、减渗技术提供科学依据。

不规则的层状结构土壤水分入渗特性的研究非常有限，缺乏非均质不规则层状结构土壤渗流理论，不能全面真实描述自然状态条件下土壤水分入渗过程和特性，影响实践中土壤水分的科学管理和水土资源保育。本课题充分借鉴前人研究成果的基础上，通过特制的土壤水分入渗装置，选择不同质地（容重）紫色土，室内模拟典型不规则层状结构土壤水分入渗，基于Darcy 定律和Richards 方程，运用土壤水动力学理论，探讨紫色土典型不规则层状结构土壤水分入渗机制，建立紫色土典型不规则层状结构土壤水分入渗解析模型。结果显示，对于均质土剖面入渗，粗质地的湿润锋随时间推进速度快于细质地。而对于不同质地剖面入渗，一定剖面入渗设置条件下，粗质土半剖面的垂直湿润锋随时间推进速度快于细质土。而且，对于粗质地，上细下粗三角形剖面层次的垂直湿润锋随时间推进速度快于上粗下细，但对于细质地，差异不明显；无论上粗下细，还是上细下粗，不同剖面层次对斜面湿润锋变化曲线影响不大；各剖面层次入渗，湿润锋、入渗速率与时间均呈极显著幂函数关系；建立的紫色土特殊剖面构造入渗模型，经实测值验证，模拟值与实测值具有极好的一致性，充分说明模型的可靠性和准确性，均可用于描述紫色土特殊剖面构造的入渗过程。同时，建立的入渗模型可与经验模型相互转换，具有很好的相通性，模型参数也具有一定的物理意义。本课题的开展，为发展非均质不规则层状结构土壤水分入渗理论提供前期成果，也为实际生产中类似结构土壤的坡面水文计算，指导增渗、减渗技术提供科学依据。