非飽水土滲流

非飽水土滲流

研究流體在多孔介質內的運動(即滲流)規律及其套用的流體力學分支。滲流理論是從H... 非飽水土滲流理論研究土壤孔隙未被水充滿條件下的流體運動規律。灌溉排水條件下。

正文

非飽水土滲流非飽水土滲流

在孔隙未被水分充滿(未達到飽和)的土壤中水的流動。農田土壤中水分的運動,在灌溉、排水、降雨和蒸發影響下地下水面以上土層(包氣帶)中水分的運動都屬於非飽水土中的滲流。

土壤水在勢能的作用下流動。非飽和土壤水的勢能包括重力勢、壓力勢(土壤負壓或稱毛管張力)等。垂直一維非飽水土壤滲流速度v,根據達西滲流定律可寫成:

非飽水土滲流

式中嗞為非飽水土中的總位勢(以水頭計);z為自基準面向上的垂直坐標值;h為土壤水的壓力水頭(負壓);K(θ)為非飽水土壤的滲透係數(或稱水力傳導度),是含水率θ的函式。

根據質量守恆原則,可求得以θ和h為變數的兩個一維垂向滲流微分方程:

非飽水土滲流  (1)

非飽水土滲流 (2)

式中非飽水土滲流為非飽水土的擴散度;非飽水土滲流為非飽水土的容水度;t為時間變數。

對少數具有簡單初始和邊界條件的問題,通過求解式(1)和(2),可得解析解。但對於複雜的非飽水土中滲流問題需通過數值計算法求解,從而可預測分析土壤中含水率分布和變化情況。

參考書目

J. Bear, Dynamics of Fluids in Porous Media, American Elsevier, New York,1972.

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