淺層非飽和帶降雨入滲規(guī)律的試驗(yàn)與數(shù)值研究.pdf

1、降雨引起淺層滑坡的預(yù)測、面源污染的評估、農(nóng)業(yè)水土的保持、水資源的評價(jià)等都要求對降雨邊界條件下的入滲規(guī)律有充分認(rèn)識(shí),合理計(jì)算入滲雨量方法的選擇是掌握降雨入滲規(guī)律的關(guān)鍵.本文針對計(jì)算入滲雨量合理方法的確定及淺層非飽和帶降雨入滲機(jī)理的掌握為研究目的,開展了如下的工作:1、通過自行設(shè)計(jì)的室內(nèi)人工降雨土柱試驗(yàn),揭示了降雨入滲量的變化過程,分析了主要因子對入滲量的影響.試驗(yàn)結(jié)果表明:①大于飽和滲透系數(shù)的降雨的入滲過程可分為降雨控制入滲階段、非飽和入

2、滲階段和飽和入滲階段,積水點(diǎn)和飽和點(diǎn)是三者的分界點(diǎn).②降雨強(qiáng)度和初始含水量是影響入滲量的主要因素.2、在室內(nèi)人工降雨試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,對計(jì)算入滲雨量的Mein-Larson模型的應(yīng)用進(jìn)行了評價(jià).解析方法(Mein-Larson模型)只能在恒定降雨和均勻初始含水率的條件下求解,且主要參數(shù)ψ<,f>嚴(yán)重影響結(jié)果的穩(wěn)定,所以此方法實(shí)際應(yīng)用中有缺陷.3、在降雨入滲能力研究的基礎(chǔ)上,改進(jìn)了降雨入滲邊界的計(jì)算方法,并對影響計(jì)算結(jié)果的非飽和特征參數(shù)和

3、該方法的適用范圍進(jìn)行分析.僅用表層土的極限入滲率作為入滲能力存在一定的問題,文中改用計(jì)測表層土體基質(zhì)吸力的方法判斷表層土體是否由流量邊界進(jìn)入定水頭入滲邊界.通過試驗(yàn)對計(jì)算結(jié)果的驗(yàn)證表明,該計(jì)算方法可以對降雨入滲的過程進(jìn)行比較符合實(shí)際情況的模擬.4、利用改進(jìn)的降雨入滲邊界計(jì)算方法,通過數(shù)值計(jì)算對降雨入滲能力影響因子及降雨入滲與水分運(yùn)移的關(guān)系進(jìn)行分析.①土粒粗細(xì)和壓實(shí)度與降雨入滲能力之間關(guān)系密切,降低土粒的細(xì)度和增加壓實(shí)度可以降低水分滲透.