第6章 下渗课件精品.pptVIP

z(t)的解 第二节 下渗理论与公式 2 饱和下渗理论 二、公式推导 第二节 下渗理论与公式 2 饱和下渗理论 二、公式推导 fp(t)的解 饱和下渗理论和非饱和下渗理论推得的下渗曲线均为t-1/2的函数，为下渗经验公式的提出奠定了理论基础。 第二节 下渗理论与公式 2 饱和下渗理论 例题 Kostiakov公式 Horton公式 Green-Ampt公式 Philip公式 Holtan公式 Smith公式 Smith-Parlange公式 第二节 下渗理论与公式 3 经验下渗曲线 Kostiakov公式 该公式是Kostiakovt提出的，表达式为： 时，只有在水平吸渗的情况下才出现，垂直入渗条件下，显然不符合。但在实际情况下，只要能确定出t的期限，使用该公式还是比较简便而且较为准确。 霍顿公式 Green-Ampt公式 Green-Ampt公式是研究初始干燥土壤在薄层积水条件下入渗问题。基本假定是，入渗时存在明确的水平湿润锋面同时具有固定不变的吸力Sf，土壤含水率的分布成阶梯状，湿润区为饱和含水量,湿润锋前为初始含水率。 。 式中，i为地表入渗率(cm/min)，Sf为湿润锋处的土壤水吸力(cm)，Zf为概化的湿润锋深度(cm)，H为积水深度(cm)。当入渗时间较短时，基质势吸力Sf起主要作用，公式可以简化为： 由达西定律得出地表处入渗率为： 根据模型假定和水量平衡原理，可以得出累计入渗量I(t)为： Green-Ampt模型入渗公式比较简单，且具有一定的物理模型基础，可应用于均质与非均质土壤或初始含水率不均匀的情况，均有较好结果。缺点是湿润锋处的土壤基质吸力的确定较为困难，不能描述水分实际分布情况。 Philip公式 Philip将一维水分垂直运动基本方程取解的无穷级数形式为： 式中，S为吸湿率(cm/min0.5)，A为稳渗率(cm/min)，各项系数逐项递减且相邻两系数相差1~2个数量级，取前两项即为常用的Philip一维垂直入渗公式： 取第一项即为忽略重力作用的Philip一维水平吸渗公式： 相应入渗率分别为： 和 Philip公式具有明确的物理意义，对于短历时的入渗情况较准确。缺点是只适用于均质土壤，在长历时的入渗情况下计算值和实际有较大偏差，对参数精度要求较高。 一般形式 第三节 天然条件下的下渗 一、降雨强度对下渗过程的影响 二、土壤特性对下渗过程的影响 三、土壤表面坡度（地形条件）对下渗过程的影响 第三节 天然条件下的下渗 一、降雨强度对下渗过程的影响 情况一：降雨强度大于初始下渗能力 若i ≥ fp0，则整个下渗过程均按下渗能力下渗 均匀雨强对下渗过程的影响 第三节 天然条件下的下渗 一、降雨强度对下渗过程的影响 情况二：降雨强度小于稳定下渗率 若i ≤ fc，则整个下渗过程均按雨强下渗 均匀雨强对下渗过程的影响 第三节 天然条件下的下渗 一、降雨强度对下渗过程的影响 情况三：降雨强度大于稳定下渗率而小于初始下渗能力 若fc i fp0 ，则先按雨强下渗，后按下渗能力下渗 均匀雨强对下渗过程的影响 当tp′时刻才产流， tp′=面积ABCD/i。 A B C D E t fp tp i tp′ fp F F i 若 fp～ F已知，则直接查fp= i 时的F，产流时刻= F / i 。 按fp下渗， fp从fp0降到i 的累积下渗量F=面积ABCD，即要F达到面积ABCD，i才正好等于fp。 可实际因为按i下渗。(0,tp)累积下渗量F=面积EBCD，故tp时刻不产流。 t A f0 i1 fc B i3 D C i2 雨强随时间不变的情况 例 题 第三节 天然条件下的下渗 一、降雨强度对下渗过程的影响 不均匀雨强对下渗过程的影响 fp F i1 i2 i3 i4 i5 i6 i t 假设t=0时，F=0，且?t=1，则： 第三节 天然条件下的下渗 一、降雨强度对下渗过程的影响 不均匀雨强对下渗过程的影响 第三节 天然条件下的下渗 二、土壤特性对下渗过程的影响 情况一：土壤质地上粗下细对下渗的影响 第三节 天然条件下的下渗 二、土壤特性对下渗过程的影响 情况二：土壤质地上细下粗对下渗的影响 第三节 天然条件下的下渗 二、土壤特性对下渗过程的影响 情况三：土壤质地由上至下逐渐变细对下渗的影响 第三节 天然条件下的下渗 三、土壤表面坡度对下渗过程的影响 下渗后的土壤水分再分布 1、没有地下水位或者地下水埋深无穷大的情况 2、当地下水位埋深很浅的情况 课后练习： 用小型人工降雨入渗仪对某种砂壤土做了一次下渗试验，人工降雨强度为150毫米/小时，测得累积降雨和累积径流资料如下：试分析： 1）求累积下渗