但下渗初始时,f=f0
所以 f = fc (f0-fc)e-βt (2-74)
根据上式还可进一步导出表达下渗累积曲线的公式:
霍顿公式结构简单,在充分供水条件下与实际资料配合较好,至今仍被广泛应用。
2.霍尔坦公式 1961年美国农业部霍尔坦(H.N. Holton)提出一种下渗概念模型。下渗率f是土壤缺水量的函数,其公式为:
f = fc a(s - F)n (2-76)
式中,α为系数,随季节而变,一般在0.2—0.8之间;s为表层土壤可能最大含水量;F为累积下渗量或初始含水量;n为指数,通常为1.4。
在降雨期,由于累积下渗量逐渐增加,缺水量(s-F)逐步减少,下渗率f趋近于f0。本公式的优点是便于考虑前期含水量对下渗的影响。
三、影响下渗的因素
以上所介绍的下渗过程,均是反映在充分供水条件下单点均质土壤的下渗规律。在天然条件下,实际的下渗过程远比理想模式要复杂得多,往往呈现不稳定和不连续性。生长多种树木和小块牧草地的实验小流域,面积仅0.2平方公里,但该流域的实际下渗量的平面分布极不均匀。形成这种情况的原因是多方面的,归纳起来主要有以下四个方面:
(一)土壤特性的影响
土壤特性对下渗的影响,主要决定于土壤的透水性能及土壤的前期含水量。其中透水性能又和土壤的质地、孔隙的多少与大小有关。一般来说土壤颗粒愈粗,孔隙直径愈大,其透水性能愈好,土壤的下渗能力亦愈大。图2-29具体显示出不同性质土壤之间下渗率的巨大差别。
(二)降水特性的影响
降水特性包括降水强度、历时、降水时程分配及降水空间分布等。其中降水强度直接影响土壤下渗强度及下渗水量,在降水强度i小于下渗率f的条件下,降水全部渗入土壤,下渗过程受降水过程制约。在相同土壤水分条件下,下渗率随雨强增大而增大。尤其是在草被覆盖条件下情况更明显。但对裸露的土壤,由于强雨点可将土粒击碎,并充填土壤的孔隙中,从而可能减少下渗率。
此外,降水的时程分布对下渗也有一定的影响,如在相同条件下,连续性降水的下渗量要小于间歇性下渗量。
(三)流域植被、地形条件的影响
通常有植被的地区,由于植被及地面上枯枝落叶具有滞水作用,增加了下渗时间,从而减少了地表径流,增大了下渗量。
而地面起伏,切割程度不同,要影响地面漫流的速度和汇流时间。在相同的条件下,地面坡度大、漫流速度快,历时短,下渗量就小。
(四)人类活动的影响
人类活动对下渗的影响,既有增大的一面,也有抑制的一面。例如,各种坡地改梯田、植树造林、蓄水工程均增加水的滞留时间,从而增大下渗量。反之砍伐森林、过度放牧、不合理的耕作,则加剧水土流失,从而减少下渗量。在地下水资源不足的地区采用人工回灌,则是有计划、有目的的增加下渗水量;反之在低洼易涝地区,开挖排水沟渠则是有计划有目的控制下渗,控制地下水的活动。从这意义上说,人们研究水的入渗规律,正是为了有计划、有目的控制入渗过程,使之朝向人们所期望的方向发展。
本文标题:下渗(3)
手机页面:http://m.dljs.net/dlsk/shuiwen/10085.html
本文地址:http://www.dljs.net/dlsk/shuiwen/10085.html