用brooks2corey模型确定两流区模型参数土壤学报.pdfVIP

第 43 卷 第 2 期 土 　壤 　学 　报 Vol 43 ,No2 2006 年 3 月 ACTA PEDOLOGICA SINICA 　Mar. ,2006 用 BrooksCorey 模型确定两流区模型参数 1 1 ,2 马东豪 　王全九 ( 1 西安理工大学水资源研究所 ,西安　710048) (2 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点试验室 ,陕西杨凌　712100) 摘 　要 　　两流区模型为描述优先流情况下的溶质穿透曲线提供了新的方法。但两流区模型的所有参 数目前仅能通过反推参数法获得 ,限制了其应用。近年来 ,毛管理论和土壤水力特性模型的发展使得有可能 从更加微观的角度来揭示土壤水分和溶质运动的机理 , 同时也为对流弥散模型参数的确定提出了新的思路。 本研究在 BrooksCorey 模型的基础上 ,推求了土壤中的孔隙流速分布 ; 以平均孔隙流速为两流区的临界流速, 得到了两流区模型参数与 BrooksCorey 水分特征曲线模型形状系数之间的简单关系 ;提出了由土壤水分特征 曲线确定两流区模型参数的方法。用实测资料对考虑和不考虑不动水体情况下这种方法的可靠性进行了验 证。结果表明 ,不考虑不动水体 ,上述方法可靠性较差 ;考虑不动水体 ,用上述方法预测两流区模型参数有一 定精度 ,不会对模型的预测结果产生太大的误差。 关键词 　　两流区模型 ;水分特征曲线 ;穿透曲线 中图分类号 　　S152 　　　　　文献标识码 　　A 　　农业面源污染和土壤盐碱化一直是世界各国广 分区域 ,但在水力梯度一定的情况下 ,孔隙大小是决 泛关注的问题 ,长期以来人们对其进行了大量的研 定土壤水流速的主要因素。毛管理论在当量孔径与 究。人们通过对土壤孔隙流速分布特征进行不同程 土壤水吸力之间建立了确定的关系 ;近年来 ,土壤水 度的概化 ,提出了各种数学模型对土壤溶质迁移过 力特性模型的发展和完善使得有可能由土壤水分特 程进行描述。其中 ,对流弥散模型有明确的物理基 征曲线定量地描述土壤中水分运动的流速分布。如 础 ,应用最为广泛。两区模型假定土壤中存在不动 果能由土壤孔隙的流速分布找到一种简单实用的确 水体 ,可动区和不动区通过质量交换发生作用 ,改善 定两流区模型参数的方法 ,就能为两流区模型的应 了对溶质迁移特征的描述。但是对于存在大孔隙流 用提供依据。因此 ,本文根据土壤基本属性 ,寻找从 的溶质运移过程 , 以及近来发现的溶质穿透曲线中 土壤水分特征曲线及土壤非饱和导水率推求两流区 的双锋现象[1 ] ,两区模型不能做出合理解释。为了 模型参数的方法。 模拟优先流情况下的溶质运移过程 ,Skopp 等[2 ] 在 两区模型的基础上提出了两流区模型 ,假定土壤中 1 　两流区模型基本特征 没有绝对不动水体 ,而是存在两个孔隙流速不等的 ( ) 流区 ,各流区内溶质都以对流和弥散发生作用 ,两流 两流区模型 Twoflow Domain Model 依据水流 区之间存在质量交换。试验结果表明 ,两流区模型 速度的大小将土壤中的水分为两个不同的流速区