章节降雨入渗补给解析ppt课件.ppt

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1、第三章地下水文要素和地下水资源评价第一节地下水径流第二节降雨（或灌水）入渗第三节潜水蒸发第四节地下水资源评价1第二节降雨（或灌水）入渗补给土壤水地下水地下水面以上顶托毛管水的上升高度径流降雨或灌溉研究入渗问题的现实意义：水文学：地表产流农田水利：灌溉和降雨入渗后土壤水分的分布水资源评价：降雨后对浅层地下水的补给环境学：污染物随水分迁移的问题2土壤水地下水地下水面以上顶托毛管水的上升高度第二节降雨（或灌水）入渗补给降雨入渗现象入渗是指水分进入土壤的过程，是自然界水循环的一个重要环节径流第三章第二节降雨入渗补给降雨或灌溉入渗过程补给土壤水补给地下水产生径流作物利用或表土蒸发潜

2、水形成地表水入渗规律Z(θ，t)i（t）I(t)Pr~PR~P研究方法试验法解析法数值法试验法数值法3第二节降雨（或灌水）入渗补给2.1降雨入渗补给规律(对土壤水的补给）2.2入渗补给的数值模拟分析(对地下水的补给）2.3降雨入渗补给的试验研究(对地下水的补给)2.4降雨入渗对地下水补给量的确定方法(对地下水的补给）第三章第二节降雨入渗42.1.1降雨入渗的补给过程2.1.2求解入渗问题的数学模型及其解析解2.1.3计算入渗问题的经验公式2.1降雨入渗补给规律第三章第二节降雨入渗2.1降雨入渗补给规律52.1.1降雨入渗补给过程第三章第二节降雨入渗充分供水情况下，土壤的渗

3、透性能；土壤的入渗能力仅取决于土壤本身的渗吸强度i土供水强度一定的情况下，土壤的渗透性能；土壤的入渗能力取决于土壤本身的渗吸强度i土和外界的降雨强度R0地下水埋深无限远对入渗没有顶托影响6充分供水情况下:干土在薄层积水条件下的入渗过程利用达西定律，对入渗过程定性分析：A点和B点见图，取地面线为基准面，积水深度为a，B为接近地表处的点，因此iAB(AB段的平均入渗强度)可近似代替i地表taΔzAB基准面土壤的入渗曲线i(t)，反映了土壤的入渗性能，其受土壤质地的影响tKsi(t)7供水强度一定的情况下：降雨或灌水（如喷灌）条件下土壤的实际入渗能力i取决于两个条件：i土和降雨

4、强度R0入渗初期（自由入渗）i土>R0，i=R0入渗后期（有压入渗阶段）i土i土，实际i的过程形成了图中的abc（蓝线）8降雨对地下水的补给降雨地面径流量土壤的蓄水能力降雨对土壤水和地下水的补给量关系dhn9降雨对土壤水和地下水的补给量关系影响降雨对地下水补给的因素（定性分析）：降雨特性：降雨强度、降雨量、降雨延续时间土壤的蓄水能

5、力V：地下水埋深、雨前土壤含水率状况、土壤的蓄水性能（土壤质地沙粘）径流，地形条件，土地平整情况、作物覆盖状况及田间工程（排水）各因素如何影响，后面讲降雨对地下水补给时会具体展开102.1.2求解入渗问题的数学模型及其解析解1.Green-Ampt模型的入渗解（基于毛管理论的简化入渗模型，经验解；建立在形态学基础上）2.垂直入渗条件下的Philip解（基于土壤水分运动基本方程的入渗模型，精确解）第三章第二节降雨入渗2.1降雨入渗补给规律11研究的问题：初始干燥的土壤在薄层积水时的入渗问题,1911年提出的一个基于毛管理论的简化入渗模型；又称活塞模型含水率θz1.Green

6、-Ampt模型的入渗解模型的适用范围：降雨前土壤干燥,质地较粗,入渗过程有较明显的湿润峰面该模型的基本假定为：假定土壤是由一束直径不同的毛管组成，入渗过程中，存在明显的水平湿润锋湿润峰面处不论所处时间与位置，锋面上各点都保持一个稳定的基质势h=-hf；湿润区(锋面后)均达到饱和含水率，未湿润区(锋面前)保持原有含水率（θi），锋面上的含水率介于饱和和初始含水率之间，锋面本身很薄121.Green-Ampt模型的入渗解BФB=-zf-hfФA=HH第三章第二节降雨入渗2.1降雨入渗补给规律2.1.2求解入渗问题的数学模型及其解析解G-A模型的任务：θ分布已知求I(t)—入渗

7、总量i(t)—入渗速度Zf(t)—锋面位置A参照面13以上三式构成了Green-Ampt模型1.Green-Ampt模型的入渗解第三章第二节降雨入渗2.1降雨入渗补给规律2.1.2求解入渗问题的数学模型及其解析解142、垂直入渗条件下的Philip解以上解由Philip（1957）通过精确的数学推导得到的;该解是一个关于t的级数;级数中各项的系数为ηi(θ)也可以精确得到;该级数的系数是逐级减小的，且相邻两级数相差1~2个数量级;因此，一般情况下级数取前2~4项已满足精度要求解的形式数学模型研究问题及适用条件：无限深均质土壤，