考虑禁锢空气影响的层状土壤Green-Ampt入渗模型及试验验证

为考虑土壤孔隙中禁锢空气对入渗水流的阻滞作用,引入饱和度系数Sa(Sa小于1)来量化湿润区的饱和程度,建立了改进的层状土壤Green-Ampt入渗模型(MGAM),并提出了由土壤物理特性参数估算Sa的计算公式。为检验MGAM的适用性,分别在室内长土柱和田间进行层状土壤的积水入渗试验,并采用MGAM、传统的Green-Ampt模型(TGAM)和由Bouwer法修正的Green-Ampt模型(BGAM)对入渗过程进行模拟。结果表明:估算得到的Sa反映了湿润区的真实饱和程度与持水能力;TGAM模拟的入渗速率和累积入渗量均明显大于实测值,BGAM则低估了入渗速率和累积入渗量,而且TGAM和BGAM预测的湿润锋位置明显滞后于实测值;与TGAM和BGAM相比,MGAM的模拟结果与入渗试验结果更加吻合,表明MGAM对层状土壤中水分入渗过程的模拟具有较高的精度。

土壤空气压力影响下的非饱和入渗格林-安姆特模型

利用自制的入渗仪测定了土壤入渗过程中被禁锢的土壤空气压力大小及变化以研究禁锢土壤空气压力对非饱和土壤入渗水流的阻碍作用。通过自由入渗与恒定土壤空气压力入渗试验结果对比得出,研究入渗问题必须考虑禁锢土壤空气压力的影响作用。本文利用自由入渗试验、恒定土壤空气压力入渗试验和土壤水力性能试验结果,给出了禁锢土壤空气压力影响下的格林-安姆特模型。