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第二章土壤水分运动基本方程2(共21页)

发布时间：2023-02-22 10:34:49 来源：文档文库

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第二章土壤水分运动基本(jīběn方程如前所述，达西定律(dìnglǜ是由达西（Darcy，Henry1856）通过(tōngguò饱和砂柱渗透(shèntòu试验得出，后由Richards（1931）将其扩伸至非饱和水流中，并规定导水率为土壤负压h的函数，即（2-2-1）式中：——为水势梯度；k（h）——为导水率，是土壤负压h的函数；q——为水流通量或流速。Richards方程垂向一维方程为注意：H=h±z，垂直坐标向上为“+”；向下时为“–”。由于k（h）受滞后影响较大，上式仅适用于单纯的吸湿或脱湿过程。若将导水率作为容积含水率函数，即以k（θ）代替人k（h），则可避免滞后作用的影响。一般说来达西定律对饱和与非饱和水流均可适用，即水流通量与势能梯度成正比。但在饱和土壤中，压力为正值，其总水头包括了由该点在地下水面以下深度来确定的静水压力（正值）和相对于基准面高度来确定的位置水头，总水头为压力水头和位置水头之和，水由总水头高处向低处流动。在非饱和土壤中，基质势为负值，土水势在不考虑溶质势、温度势及气压势时，只包括重力势和基质势。因此，总水头常以负压水头和位置水头之和来表示。一维Richards方程的几种形式：根据（K=C×D）得：
第一节直角坐标系中土壤水分运动(yùndòng基本方程一、基本(jīběn方程的推导土壤水分运动一般(yībān遵循达西定律(dìnglǜ，且符合质量守恒的连续性原理。土壤水分运动基本方程可通过达西定律和连续方程进行推导。如图2-2-1所示，从土壤中取出微分单元体abcdefgh，其体积为，由于该立方体很小，在各个面上的每一点流速可以看成是相等的，设其流速为，在t～t+Δt时段内，流入立方体的质量为（3个面流入）：（2-2-2）流出立方体的质量为（3个面流出）：（2-2-3）式中：ρ––––水的密度；––––分别表示微分体x、y、z方向长度；，，––––分别表示水流经微分体后，其流速在x、y、z方向的变化值。由式(2一2－2）、式（2－2－3）之差可求得流入和流出立方体的质量差：（2—2—4）设θ为立方体内土壤含水率，则在Δt时间内