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考虑禁锢空气影响的层状土壤Green-Ampt入渗模型及试验验证
  • ISSN号:0559-9350
  • 期刊名称:《水利学报》
  • 时间:0
  • 分类:S152[农业科学—土壤学;农业科学—农业基础科学]
  • 作者机构:[1]中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室,北京100101, [2]中国农业大学中国农业水问题研究中心,北京100083, [3]扬州大学水利科学与工程学院,江苏扬州225009, [4]北京市海淀区水务局,北京100089, [5]广西水利科学研究院,广西南宁530023
  • 相关基金:国家自然科学基金(50909094) 国家自然科学基金重点项目(40830636); 水利部公益性行业科研专项(200801104); 北京市重点学科“水文学及水资源”建设项目
中文摘要:

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。

英文摘要:

A modified Green-Ampt model(MGAM) was proposed in this study to simulate water infiltration in layered soils with entrapped air.A saturation coefficient Sa(less than 1) was introduced in MGAM to account for the effect of air entrapment on infiltration.The Sa could be approximately determined from soil physical properties.Infiltration experiments in a laboratory layered soil column and field layered soil profile were conducted to test the applicability of MGAM.For comparison,the infiltration process was also simulated by the traditional Green-Ampt model(TGAM) and the Bouwer Green-Ampt model(BGAM).The estimated Sa values by these model were very close to the measured saturation degree of soil layers at the termination of experiment.The simulation results indicate that the TGAM significantly overestimated the infiltration rate and cumulative infiltration,whereas the BGAM considerably underestimated the infiltration rate and cumulative infiltration.Furthermore,the depths of wetting front simulated by TGAM and BGAM were considerably smaller than the measured values.The comparison result shows that,the MGAM provided satisfactory simulation results,and it adequately described the infiltration process in both the laboratory soil column and field soil profile.

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期刊信息
  • 《水利学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国水利学会 中国大坝工程学会
  • 主编:程晓陶
  • 地址:北京市复兴路甲1号中国水科院A座1117室
  • 邮编:100038
  • 邮箱:slxb@iwhr.com
  • 电话:010-68786221
  • 国际标准刊号:ISSN:0559-9350
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1882/TV
  • 邮发代号:2-183
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:43715