两区模型与两流区模型基本特征
1.两区模型基本特征
两区模型依据孔隙的大小把土壤水分为两个部分,一部分水相对不运动,另一部分水视为可移动,且流动状态相近或一致。可动区溶质迁移主要包括对流和弥散两种过程。不可动区溶质仅以扩散形式与可动区发生溶质交换,且扩散速率取决于可动区和不可动区的浓度差。当然对于这种质量交换作用的解释也存在不同观点。
Coast和Smith(1964)提出了稳态条件下两区模型如下:

式中:θ为土壤容积含水量;θm和θim分别为可动区和不可动区的容积含水量;Cm和Cim为可动区和不可动区的溶质浓度,μg/ml;Vm为可动区的平均孔隙流速,cm/h;t为时间,h;x为空间坐标,cm;α为两区之间的质量交换系数,h-1。
对于脉冲输入的初始边界条件可描述为:


式中:l为模拟土壤深度,cm;tp为溶质的输入历时,h。
2.两流区模型基本特征
两流区模型依据水流速度大小把土壤水分为两个不同流速区域,且两个区域中的水流速度都不为零。假定把流速快的区域定义为A区,流速慢的区域定义为B区;用水流速度(VA,VB)、含水量(θA,θB)、溶质浓度(CA,CB)和弥散系数(DA,DB)来表征两个流区的特性;且两流区之间发生溶质交换,并表现为:
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式中:Γ为两流区之间的质量交换量;α为两流区之间的质量交换系数,h-1。(https://www.daowen.com)
两流区模型的对流弥散方程(Skopp,1981)可以表示为:

式中:t为时间,h;x为沿土壤深度方向的空间坐标,cm。对于脉冲输入的初始和边界条件可表示为:

式中:l为模拟土壤深度,cm;tp为溶质的输入历时,h。
将两流区水流速度的比率和含水量的比率分别定义为:
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式中:γ为两流区水流速度的比率;f为两流区含水量的比率。那么,平均孔隙流速V(cm/h)和平均溶质浓度C(μg/ml)可表示为:

并且假定DA、DB分别是VA、VB的线性函数(Skopp,1981),即:
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式中:λ是弥散度,cm;D0是溶质在水中的分子扩散系数,cm2/h。