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含砾石土壤降雨入渗过程模拟朱元骏保勖靼’水科学进展降雨入渗是陆地表层水分进入土壤的起点,它不仅决定进入土壤中水分的量⋯,还强烈影响植物根系吸水旧⑼寥廊苤是ㄒ埔约奥降乇砻嬲籼谡舴⒐獭А堑乇硭难分械囊桓鲋匾;方凇6越涤耆肷程进行数值模拟有助于提高陆地水文循环模型精度,还可以定量评估不同土壤类型以及土地利用方式对人渗的影响”;诰到橹实拇镂鞫杉捌湟幌盗懈慕匠炭梢院芎玫孛枋鐾寥乐兴滞坑胪寥浪铺荻的关系,是土壤水分运动的基本方程旧T诩俣ㄈ肷蓖寥乐写嬖谝桓雒飨缘母墒=唤缑嫣跫拢琍。推导出描述短历时水分入渗过程的方程。对于层状土壤,有学者发展了新的方法来描述其中的水分运动过程¨⋯。这些方法和模型的提出,加深了人们对土壤入渗过程的理解,为基于过程的水文模型提供了理论基础和数值计算方法。然而,相关研究较少考虑土壤中出现的镶嵌体,如砾石、钙质层风化形成的结核等。这类土壤的分布具有一定的地带性,反映了自然成土和沉积过程中土壤质地和类型的变化,例如在黄土高原北部地区成土过程中出现的钙质结核¨⋯,以及河流沉积地貌区出现的夹砾石土壤。这类土壤既不同于均质土壤,与层状土壤也有一定差异,降雨人渗过程也因此而不同。土壤中镶嵌体对降雨入渗的影响是多方面而且复杂的。国内外研究表明,其对入渗的影响与镶嵌体类型、尺寸、含量和位置等有关⋯啊T谔囟ǖ氖匝樘跫拢馇短蹇赡艽俳肷蝗欢蟛糠痔跫孪馇体抑制了土壤水分向深层入渗。由于对土壤中镶嵌体的分布很难进行描述,对入渗过程的研究大多数是建立在模拟试验的基础上,不仅研究结果变异很大,而且存在尺度问题¨<又源死嗤寥乐兴啤⑺值测定存在一定难度,导致相关研究结果在实际中很难应用。本研究在室内模拟试验的基础上,结合软件中的多重相互作用连续体,拍罴白榧’院寥澜涤耆肷过程中湿润锋以及含水率进行了数值模拟和验证,以期深入理解该类型土壤中发生的水土过程,为相关水文模型参数的选择提供可靠的依据。第卷第年月摘要:在室内模拟降雨试验的基础上,利用多重相互作用连续体组件,对含砾石土壤降雨入渗过程进行了数值模拟,以期深入理解含砾石土壤中的水土过程。研究结果表明,土壤中砾石的存在能够导致土壤水分饱和度增加,使得土壤总人渗量以及降雨入渗深度降低。含砾石土壤中存在一个陡的湿润锋面,在湿润锋面上土壤水分饱和度急剧下降。组件可以很好地模拟含砾石土壤降雨入渗过程,其对含砾石土壤湿润锋和土壤含水率变化的模拟值与实测值吻合较好。降雨期间土壤水分饱和度沿土壤剖面的变化可用来解释含砾石土壤降雨入渗深度降低的关键词:含砾石土壤;降雨入渗;多重相互作用连续体;数值模拟;土壤水分饱和度文章编号:基金项目:国家自然科学基金资助项目;黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室基金资助项目作者简介:朱元骏,男,湖北竹山人,博士,助理研究员,主要从事土壤水分运动及坡面水土过程研究。.西北农林科技大学水土保持研究所,陕西杨凌;泄蒲г核克帘3盅芯克挛餮盍原因。中图分类号:.文献标志码:收稿日期:.簔甤琋
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籪岢А』玠。牧嫌敕椒试验材料模拟试验在黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室降雨大厅进行。试验用土填入一铁制柱中,,有机玻璃中央每隔开直径的孔,以便插入酵图。柱体底部开孔,防止水分在土柱底部积累。柱体一侧为径流收集口。试验土壤取自杨凌农田表层土壤,过福匀