二、方法检验
为了检验该方法的可行性,四种数值土壤被用于方法的检验,四种土样的物理特征如表3-8所示。
表3-8 四种土壤的物理参数

利用计算机软件HYDRUS
1DVersion2.0(Simunek等,1998)求解土壤水分运动方程,进而获得土壤累积入渗量、入渗率和湿润锋距离与时间理论关系,以及土壤水吸力分布特征。图3-9、图3-10和图3-11分别显示了模拟计算的四种土样的累积入渗量与湿润锋距离、入渗率与湿润锋距离倒数、湿润锋距离平方与时间关系。

图3-9 累积入渗量与湿润锋距离关系(点为模拟值,线为拟合值)
(a)土样a;(b)土样b;(c)土样c;(d)土样d

图3-10 入渗率与湿润锋距离倒数关系(点为模拟值,线为拟合值)
(a)土样a;(b)土样b;(c)土样c;(d)土样d

图3-11 湿润锋距离平方与时间关系(点为模拟值,线为拟合值)
(a)土样a;(b)土样b;(c)土样c;(d)土样d
利用式(3-56)、式(3-57)和式(3-58)对上述模拟计算结果进行线性回归分析,结果列在表3-9中。
表3-9 线性回归系数及相关系数(https://www.daowen.com)

根据理论分析,认为给定土壤参数θs、θr和ks保持不变,利用线形回归系数计算参数hd、n和m结果列在表3-10中。
表3-10 估计四种土样的主要参数

对照给定和估计的水力参数可以看出,估计的参数是非常接近给定值。为了进一步检验建立理论方法的合理性,对土壤吸力分布进行分析。图3-12显示了模拟计算和估计的土壤吸力分布曲线。

图3-12 模拟计算和估计的土壤水吸力分布(点为计算值,线为预测值)
(a)土样a;(b)土样b;(c)土样c;(d)土样d
为了进一步分析该方法估计Brooks-Corey模型参数的合理性,利用给定和估计参数分别计算了土壤水分特征曲线和非饱和导水率,结果如图3-13和图3-14所示。由图3-13和图3-14可知,估计土壤水力参数与给定结果十分吻合,说明该方法可用于土壤水力参数的确定。

图3-13 土壤水分特征曲线(点为计算值,线为预测值)
(a)土样a;(b)土样b;(c)土样c;(d)土样d

图3-14 土壤非饱和导水率(点为计算值,线为预测值)
(a)土样a;(b)土样b;(c)土样c;(d)土样d