土壤入渗理论及研究方法

第33卷第1期1997年1月 林 业 科 学SC IEN TIA SILV AE SIN ICAE V o l.33,N o.1J a n.,1997不同林地土壤水分入渗和入渗模拟的研究*周择福 洪玲霞(中国林业科学研究院林业研究所　北京　100091) (中国林业科学研究院资源信息研究所　北京　100091)摘　要　由达西定理和能量守恒原理推导了土壤水分入渗的数学模型,水平土柱法实测了模型中的基本运动参数:土壤水分扩散率D(θ),推求了土壤水分非饱和导水率K(?,经过计算机用有限差分法模拟了六块不同林地的土壤水分入渗过程,实地试验检验了模拟结果。

结果表明计算的累积入渗量和入渗率与实测值非常一致。

经过模拟结果绘制的入渗时水分随时间变化的剖面图,形象地反映了不同林地的土壤水分入渗的全过程。

关键词　土壤水分入渗,动态模拟,不同林地类型土壤水分入渗过程和渗透能力决定了降雨进程再分配中的地表迳流和土壤储水性,在干旱、半干旱地区,林业发展的主要途径是充分有效地利用自然降水、减少地表迳流、增加土壤水分。

因此,土壤水分入渗的研究在干旱半干旱地区较为重要。

多年来,该研究逐步深入。

研究途径可分为两类:纯经验公式和半理论、半经验公式。

随着计算机技术和数学——物理建模技术的发展,利用数学——物理的原理,建立数学模型,然后应用计算机技术进行数值模拟,再经实验验正模拟结果,解决实际问题,减少大量的田间试验,提高试验精度。

用这一方法研究土壤水分入渗已经在农业和水利部门取得了很大的成功,推动了农田水利土壤水分研究的向前发展[1]。

但是,此项研究在林业,特别在干旱、半干旱地区的不同林地尚属空白。

因此,本文就此问题进行了研究。

1　土壤水分入渗模型的建立及边界条件的确定 由Darcy定律和能量守恒原理推导的土壤水分运动方程反映了土壤水分运动的基本规律,其方程为: θt=z D(θ)θz±K(θ)z(1)式中:θ为土壤容积含水量(cm3/cm3);D(θ)为土壤水分扩散率(cm3/cm3);K(θ)非饱和导水率(cm/min);z为土壤水分入渗的深度(cm);K(θ)/z为由土壤水的重力势引起的水分变化,水流方向与所取坐标访向一致取+,否则为-。

过程降雨入渗土壤深度推算方法研究杨海鹰(河南省气象科学研究所,河南 郑州 450003)摘 要: 土壤水的研究方法主要有 2 种,即能量法和数量法。

数量法着眼于土壤水的形态和数量,在一 般农田条件下容易被应用,具有很强的实用价值。

虽然土壤水研究在理论和应用上均有重要作用,但由于问 题的复杂性,在相当长的时期内只能处于定性的描述或用各种经验的方法处理生产实践中不断遇到的土壤 水问题的研究阶段。

Green-Ampt 模型的修正和 Philip 和 Parlange 入渗方程的求解是国外当前土壤研究的两大主要方面。

经过修正的 Green-Ampt 模型能较好地说明非均质土壤的程。

但在应用该模型时,如何测定湿润锋处土壤水 势的问题未能很好地解决。

大气降水经植被层的截留损失后降落入流域土壤表面，将在土壤界面发生水分的分配和转化，部分水 分将会通过土壤孔隙入渗，部分水分会在土壤表面蒸发，其余水分将沿坡面流动汇集形成地表径流。

对于 一次降水过程来说，降水期间地表水汽含量近于饱和,同时降水历时一般较短，因此土壤表面蒸发量可以忽 略不计农田中水分循环过程从水的入渗开始。

本文以 2009年2月 7-9 日河南省 118 个站点进行了实际观测。

分别观测降雨前、后的土壤含水量,确定由于降雨引起的土壤含水量变化深度,即降雨渗透深度,可得到一组 降雨量与渗透雨量数据系列,利用实验资料建立降雨与渗透深度相关计算区域降雨渗透量；就降水地土壤中 的渗透过程和渗透深度作以分析探讨，为各地面湿土厚度分析、农业生产、防汛抗旱与预测提供科学依据。

关键词: 降水渗透；土壤渗透；深度分析1 入渗理论与模型入渗是指水分进入土壤形成土壤水的运动过程, 是田间水循环过程中降雨或灌溉水向 土壤水分转化的重要环节。

许多学者就入渗特征提出了不同的模型,其中Green W H 和AmptG A [1-15] 早在1911年根据毛管理论提出的近似积水模型, 即Green-Ampt 入渗模型。

影响土壤水分入渗特性主要因素的试验研究作者：符泉来源：《新农业》2022年第08期摘要：在流域评价中，土壤导水性是一个重要的评价指标，这一性能与地表径流、地下水补给、土壤侵蚀等都存在着紧密的关系。

在专业领域，土壤导水性又被称为土壤入渗特性。

土壤的研究与评价中，土壤的水源涵养能力、抗侵蚀能力最终都是有土壤入渗特性来反映的，在对土壤侵蚀问题的全过程的分析中，影响土壤入渗特性的因素非常多，只有做好了相关参数的科学控制，方能够保持土壤最佳的水分入渗特性。

关键词：土壤水分；入渗特性；因素；试验近年来，伴随着我国农业现代化的发展，农田灌溉中越来越关注土壤入渗特性的研究，作为自然界水循环中的一个重要组成部分，对土壤水分入渗特性的研究非常关键。

对于任何一种土壤资源而言，入渗特性都属于其固有特性，这一指标是否处于正常标准内，将会与灌溉水转换为土壤水的速率和分布有着紧密的联系。

因此，随着当前可持续发展目标的推进，无论是在农业生产还是生态环境保护中，都越来越关注土壤水分入渗特性。

土壤入渗过程的动态化特征明显，在此过程中，诸多因素都会影响这一特性，为保障相关策略与土壤这一特性的对应性，应加强各种影响因素的控制。

为开展土壤水分入渗特性影响试验的研究，选取了数百组大田，在这些地方开展了土壤水分入渗试验，为保障试验结果的准确性，将90分钟累积入渗量（H90）作为土壤入渗能力的直接评估指标。

经由最终的试验结果得知，土壤质地对土壤入渗能力有着一定的影响，其中，将粒径在0.02毫米的黏粒函数百分数作为土壤质地物理量，在这一条件下所获得的分析结果相对可靠。

土壤中固相物质各粒级土粒的配合比例就是土壤质地，这一指标是土壤性质评估中的关键因素，土壤质地又会对土粒表面能、土壤孔隙尺度、分布等产生些微干扰，通过土壤质地对这些因素的影响，土壤水分运动的驱动力、水力传导度最终发生了一定的变化，土壤水分入渗能力也就随着这一系列的变化而受到了影响。

从实际的试验结果和生产经验可得，土壤质地与土壤的吸附能力、粒间孔隙、吸水和保水能力存在着不可分割的关系，当土壤质地越重、粘粒含量越高、颗粒越细、固体相比表面积越大、表面能越高、吸附能力越大的情况下，对应的土壤吸水和保水能力越好。

考斯加可夫入渗公式考斯加可夫入渗公式，这名字听起来是不是有点高大上，让人感觉云里雾里的？别担心，咱们今天就来好好聊聊它。

话说我当年在大学的时候，有一次跟着导师去做实地考察。

那是一个夏天，天气热得像蒸笼一样。

我们来到一片农田，准备研究土壤的入渗情况。

当时，导师就提到了考斯加可夫入渗公式。

考斯加可夫入渗公式是用来描述土壤水分入渗过程的一个重要工具。

简单来说，它就像是一个数学密码，能帮助我们解开土壤吸收水分的秘密。

这个公式长啥样呢？它一般写成：I = at^b ，这里的 I 表示累积入渗量，t 是入渗时间，a 和 b 是经验参数。

可别小看这几个字母和符号，它们组合起来可有着大作用。

在实际应用中，考斯加可夫入渗公式能帮助我们预测灌溉时水在土壤中的渗透速度和深度，这对于农业生产来说可是至关重要的。

比如说，我们知道了不同土壤类型的 a 和 b 值，就能合理安排灌溉时间和水量，既不会浪费水，又能让农作物喝饱水，茁壮成长。

想象一下，如果没有这个公式，农民们在灌溉时可能就像没头的苍蝇，不知道该浇多少水，什么时候浇。

而有了它，就好像有了一张精确的地图，能指引我们更好地利用水资源。

再举个例子，在城市的绿化工程中，也离不开考斯加可夫入渗公式。

要让公园里的花草树木长得茂盛，就得合理规划浇水。

要是水浇多了，不仅浪费，还可能导致土壤过于湿润，影响植物根系的呼吸；要是浇少了，植物又会缺水干枯。

这时候，根据土壤的特性和公式的计算，就能找到恰到好处的浇水方案。

回到我那次实地考察，我们在农田里挖了几个小坑，测量不同时间点土壤的入渗量。

那太阳晒得我汗流浃背，可一想到能通过这些数据更好地理解考斯加可夫入渗公式，心里就充满了干劲。

我们认真记录着每一个数据，生怕出一点差错。

在学习和应用这个公式的过程中，我也发现了一些有趣的现象。

不同地区、不同土壤质地的参数 a 和 b 差异还挺大。

比如说，砂土的入渗速度通常比较快，而黏土就相对较慢。

这就像是不同性格的人，有的急性子，有的慢性子。

西南林业大学硕士研究生文献综述论文题目：土壤入渗理论与方法学院：环境科学与工程学院年级： 2014级成员：冯晓月阮书鹏曹向文指导教师：宋维峰2015年4 月25 日摘要入渗是水文学中重要的基本概念，定量确定土壤入渗性能对认识水循环及水利用具有重要的理论意义和实践价值。

当然，从不同角度出发去探讨土壤入渗也有不同的科研意义。

本文试图通过对目前国内外对土壤入渗的研究做一个系统性归纳与对比，从而为下一步的学术论文打下基础。

关键词土壤入渗；方法；模型；影响因素AbstractInfiltration is a vital basic concepts in hydrology, qualitatively analysis soil infiltration capability has important theoretical significance and practical value in the water cycle and use. Of course, using different angle of view to discuss soil infiltration also have different research significance. This article attempts to do a systematic induction and comparison through the study of soil water infiltration at home and abroad, which lays the foundation for the next academic paper.Key wordssoil infiltration;methods; the influence of factors目录摘要 (II)关键词 (II)Abstract (III)Key words (III)第一章前言 (1)国内外研究动态 (1)研究目的及意义 (1)第二章试验理论与方法 (3)Green--Ampt物理模型 (3)其中Green和Ampt根据最简单的土壤物理模型，推出了一维土壤水分入渗模型： (3)Kostiakov经验模型 (3)第三章讨论 (4)参考文献 (5)第一章前言国内外研究动态目前针对土壤入渗的研究大体可分为“入渗类型”和“入渗过程”两种。

土壤入渗测定方法评述[摘要]为了解不同的土壤入渗测定方法，本文在介绍国内外有关土壤入渗测定方法的若干研究成果和进展的基础上，简要地分析了目前常用的双环法、人工降雨法、水文分析法、圆盘入渗仪法和盘式负压入渗仪法。

结果表明圆盘入渗仪法多用于测量土壤的饱和导水率，同时具有省时、省力、省水和准确等优势，更适合野外试验，可以代替双环法进行土壤渗透性的测定。

[关键词]土壤入渗；测定；方法0 引言入渗是指水分进入土壤形成土壤水的过程，是土壤水动力学中重要的基本概念，它是降水、地面水、土壤水和地下水相互转化的一个重要环节。

土壤水分入渗过程和入渗能力决定了降雨进程再分配中的地表径流和土壤储水性，在干旱、半干旱地区，林业发展的主要途径是充分有效地利用自然降水、减少地表径流、增加土壤水分。

定量描述土壤入渗过程是水循环及水利用的重要基础内容，对研究地表产流的机理，以及增加土壤入渗，提高作物水分利用效率等具有重要的理论意义和实践价值。

因此，土壤水分入渗的测定及其影响因子的研究受到极大的关注，许多学者就此问题进行了大量的研究，并获得了丰富的研究成果。

1 土壤入渗测定方法研究现状目前，国内外许多学者致力于土壤入渗测定方法的研究，并在试验研究中提出并应用了不同的方法和手段。

例如：环刀法、渗透筒法、单环法、水文法、马利奥特-双环法、人工降雨法、钻孔法、土柱法、稳定通量法、示踪法以及各种精密入渗仪法（如Hood入渗仪，Guelph入渗仪）等，可分为田间测定和室内试验2种。

Betrand（1965）曾对土壤入渗速率的测定方法作过评述。

在实际操作中常常受制于某些因素，使得基于不同方法所测定的结果有所不同。

目前使用较多的方法为双环法（注水法）、人工降雨法、水文分析法、圆盘入渗仪法和盘式负压入渗仪法等。

1.1 双环法双环法通常采用同心环入渗装置。

同心环为两个同心铁环，其上下无底，要有足够刚度，以便打入土中不变形。

一般常用的同心环，外环直径50.5㎝，内环直径30.5㎝，环高25㎝，打入土中15㎝，环高及打入土中深度与内环相同。

基于HYDRUS模型的一维及三维入渗条件下土壤水盐运移规律研究摘要：土壤水盐运移是土壤水分和盐分在土壤中的传输过程，影响着植物生长和生态环境的可持续发展。

为了研究土壤水盐运移的规律，本研究基于HYDRUS模型进行了一维和三维模拟实验。

通过对不同入渗条件下的土壤水盐运移进行模拟，分析了土壤盐分分布的变化和水盐运移的规律，并且探讨了不同因素对土壤水盐运移的影响。

1. 引言土壤水盐运移是土壤中水分和盐分的传递过程，对农田、水利和生态环境等具有重要意义。

准确了解土壤水盐运移规律，可以为优化农田管理、提高土壤水肥利用率提供理论依据。

2. 研究方法本研究采用HYDRUS模型进行一维和三维模拟实验。

首先根据实际场地条件建立了土壤水分和盐分传输的数学模型，并进行参数校正。

然后，根据不同入渗条件设置了模拟实验，观察水盐运移的变化情况。

最后，对模拟结果进行分析和讨论。

3. 一维入渗条件下土壤水盐运移规律研究在一维入渗条件下，通过模拟实验，观察了不同土壤盐分浓度下的水盐运移过程。

结果显示，土壤盐分浓度对水盐运移有明显影响。

随着盐分浓度的增加，土壤水分传输速率减小，土壤盐分增加速率加快。

同时，土壤盐分分布呈现出不均匀性，离入渗点越远，土壤盐分浓度越高。

4. 三维入渗条件下土壤水盐运移规律研究在三维入渗条件下，通过模拟实验，探讨了土壤水盐运移的空间变化规律。

结果显示，在同一时间点，土壤水分在不同深度和距离入渗点的位置具有较大差异。

而土壤盐分在空间上呈现出不均匀性分布，具有较高的盐分浓度的区域主要分布在远离入渗点的位置。

5. 影响土壤水盐运移的因素通过模拟实验结果分析，发现土壤类型、水分入渗速率和盐分浓度等因素对土壤水盐运移有重要影响。

土壤类型的不同导致土壤水分和盐分传输速率不同，进而影响了土壤水盐运移。

水分入渗速率的变化也会影响土壤水盐运移的速率和分布。

而不同盐分浓度对土壤水盐运移的影响与土壤类型和入渗速率相关。

6. 结论本研究基于HYDRUS模型进行了一维和三维入渗条件下土壤水盐运移规律的研究。

第1篇一、实验目的本次实验旨在了解土壤入渗的基本原理和方法，通过实地观测和分析，探讨不同土壤类型和不同条件下土壤入渗速率的变化规律，为我国土壤资源管理和农业生产提供科学依据。

二、实验材料与仪器1. 实验材料：不同类型的土壤样本（如沙土、壤土、黏土等）、雨量计、土壤水分传感器、土壤样品袋、尺子等。

2. 实验仪器：入渗仪、数据采集器、笔记本电脑、GPS定位仪、土壤水分仪等。

三、实验方法1. 土壤样本采集：根据实验目的，选择不同类型的土壤样本，并在采集过程中注意记录样本的地理位置、海拔、坡度等信息。

2. 土壤样品制备：将采集到的土壤样本进行风干、过筛等处理，制成一定厚度的土壤样品。

3. 入渗实验：将制备好的土壤样品放入入渗仪中，设定入渗仪的入渗速率，记录入渗过程中土壤水分的变化情况。

4. 数据采集与处理：使用数据采集器实时记录土壤水分传感器采集的数据，并利用相关软件对数据进行处理和分析。

5. 结果分析：对比不同土壤类型和不同条件下土壤入渗速率的变化规律，探讨土壤入渗的影响因素。

四、实验结果与分析1. 不同土壤类型入渗速率对比实验结果表明，不同土壤类型的入渗速率存在明显差异。

沙土的入渗速率最快，壤土次之，黏土最慢。

这主要是因为沙土孔隙度大，水分容易渗透；壤土孔隙度适中，水分渗透速度较快；黏土孔隙度小，水分渗透速度较慢。

2. 不同土壤湿度入渗速率对比实验结果显示，土壤湿度对入渗速率有显著影响。

随着土壤湿度的增加，入渗速率逐渐降低。

这主要是因为土壤湿度大时，土壤孔隙度减小，水分渗透速度减慢。

3. 不同坡度入渗速率对比实验结果表明，土壤坡度对入渗速率有显著影响。

随着坡度的增加，入渗速率逐渐降低。

这主要是因为坡度大时，土壤水分容易流失，导致入渗速率降低。

五、结论1. 不同土壤类型、土壤湿度和土壤坡度对土壤入渗速率有显著影响。

2. 沙土的入渗速率最快，壤土次之，黏土最慢。

3. 随着土壤湿度的增加，入渗速率逐渐降低。