期刊信息
曾用名:修复重建外科杂志
主办:中国康复医学会;四川大学
主管:中华人民共和国国家卫生健康委员会
ISSN:1002-1892
CN:51-1372/R
语言:中文
周期:月刊
影响因子:1.008997
数据库收录:
文摘杂志;北大核心期刊(2004版);北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);北大核心期刊(2017版);化学文摘(网络版);中国科学引文数据库(2011-2012);中国科学引文数据库(2013-2014);中国科学引文数据库(2015-2016);中国科学引文数据库(2017-2018);中国科学引文数据库(2019-2020);医学文摘;哥白尼索引;日本科学技术振兴机构数据库;生物医学检索系统;文摘与引文数据库;中国科技核心期刊;期刊分类:外科学
期刊热词:
论著
基于改进的入渗模型重建清光绪初年山西大旱降(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】3 人工模拟降雨入渗试验 3.1 试验站点 人工降雨入渗试验于2019年8—9月份在山西省中心灌溉试验站和霍泉灌溉试验站开展(图1),其中山西省中心灌溉试验
3 人工模拟降雨入渗试验
3.1 试验站点 人工降雨入渗试验于2019年8—9月份在山西省中心灌溉试验站和霍泉灌溉试验站开展(图1),其中山西省中心灌溉试验站位于山西省文水县刘胡兰镇,位于东经112°12′,北纬37°24′,海拔高度749.6 m;霍泉灌溉试验站位于洪洞县广胜寺镇,地理位置为东经111°46′,北纬36°17′,海拔高度529 m。试验站土壤质地为中壤土和轻壤土,在山西省具有典型的代表性,试验站内有代表性试验田,完整的供水、试验设备,适合于开展“人工模拟降雨入渗试验研究”。在试验站内选择一块面积为10 m×10 m的农田,应保证试验地表平整,土壤结构未受到人为破坏,且土壤的物理性质较稳定。将试验农田划分为1.5 m×1.5 m的若干试验块,用以进行不同降雨强度与历时组合的降雨入渗试验。试验站点土壤物理参数见表2。
图1 试验站位置图
表2 试验站点土壤物理参数站点名中心站霍泉站土壤类型中壤轻壤土壤容重/(g/cm3)1.44 1.45田间持水量/%26.9 24.6饱和含水量/%34.3 30.8
3.2 试验装置与方法 本试验采用的便携式人工模拟降雨装置由中国水利水电科学研究院负责设计,由西安清远测控技术有限公司负责研制及安装。该装置由喷淋系统、供水系统、遮雨布/收集槽和钢槽构成,可实现不同雨强、不同历时的人工模拟降雨过程。降雨喷头高度为2.5 m,喷射直径为1 m,降雨均匀度大于0.85,可实现降雨强度为0~200 mm/h的模拟降雨。图2为人工降雨设备简易图。
图2 便携式人工模拟降雨装置示意
为使人工模拟降雨入渗更接近自然状况,本试验相应设计了不同降雨强度和降雨历时组合,每种降雨组合试验重复三次,其中降雨量的大小包括 8.25,12.5,25.0,37.5,50.0 和75.0 mm等,用于代表自然降水的小雨(0.1~10 mm)、中雨(10~25 mm)、大雨(25~50 mm)、暴雨(50~100 mm)等各种情况。基于对山西省北部、中部和南部3大区域降雨强度的分析[14],将降雨强度的大小设置为16.5 mm/h,25.0 mm/h,50.0 mm/h和75.0 mm/h,用于代表各种类型(小雨、中雨、大雨和暴雨)自然降水的平均雨强。降雨强度与降雨历时组合参数设计,详见表3。
表3 试验处理的参数设计编号1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0降雨强度/(mm/h)16.50 16.50 16.50 25.00 25.00 25.00 50.00 50.00 75.00 75.00/(mm/min)0.28 0.28 0.28 0.42 0.42 0.42 0.83 0.83 1.25 1.25降雨历时/min 30 60 120 30 60 120 30 60 30 60降雨量/mm 8.25 16.50 33.00 12.50 25.00 50.00 25.00 50.00 37.50 75.00
在每次试验之前,先将直径为1 m、高50 cm的钢槽楔入试验区土壤中,以保证降雨能全部入渗到土壤中,同时减少降雨过程的侧渗量,此时,认为降雨量近似等于实际入渗量。降雨前及降雨过程结束一段时间(地表无积水)后,分别在钢槽的外围及内部用土钻法分层取土,取土深度50 cm,每10 cm一层,每层取三个重复样品,用烘干称重法测定降雨前后的土壤含水量θi、θr。降雨入渗湿润锋推进距离的测定采用清宫档案“雨分寸”的观测方法,即在取土后,用铁锹在降雨区域向下挖土,直至看到有明显的干湿交界层时停止,干湿分界处距地表的深度,记为Zf。图3为试验流程图。
图3 试验流程图
4 降雨入渗模型模拟方法
4.1 改进的Green-Ampt入渗模型 王文焰等人提出的基于湿润区分层假设的Green-Ampt入渗模型改进方法,解决了传统Green-Ampt入渗模型因不分层考虑等导致计算出的累计入渗量偏高的问题,并在壤土类土壤中得到较好的应用。改进的Green-Ampt入渗模型的假设为:①在积水入渗过程中,将任意时刻的土壤水分剖面分两部分,即饱和层和传导区为湿润层的饱和区、而含水量变化较大的湿润层仍视为非饱和区;②湿润层的饱和区为湿润层的1/2,且湿润层内含水率呈椭圆曲线分布。模型分层假设如图4所示,具体如下:
图4 改进的Green-Ampt入渗模型分层假设
基于以上假设,将湿润区分为饱和层和非饱和湿润层,由水量平衡原理可对累计入渗量进行如下修正:
式中:I为累计入渗量;Is为饱和层入渗量;Iw为非饱和湿润层入渗量,θs为土壤饱和重量含水量;θi为土壤初始重量含水量;zf为降雨入渗湿润锋推进距离;ρ为土壤容重。
4.2 模型适用性评价方法 本研究中,采用纳什效率系数和相关系数两个指标表征改进的Green-Ampt入渗模型模拟结果与实际降雨入渗量之间的吻合程度,进而评价利用改进的Green-Ampt入渗模型求解累计入渗量的可靠性以及在山西省的适用性。
文章来源:《中国修复重建外科杂志》 网址: http://www.zgxfzjwkzz.cn/qikandaodu/2021/0517/1221.html
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