垂直土柱的入渗实验操作说明VIP专享VIP免费

一维垂直非饱和土壤水分运动实验系统操作说明 西安理工大学水资源研究所 西安碧水环境新技术有限公司 - 1 - 1 试验原理 做一个直径为10cm 的垂直土柱，长度为100cm 左右，使密度均一，且有均匀的初始含水率。在土柱进水端维持一个接近饱和的稳定边界含水率，并使水分在土柱中作垂直吸渗运动，作为一维垂直流动其微分方程和定解条件为       i0K=Dtzzz t0 z0000itztz   １ ２ ３ ４ 基本方程（1）可改写为以,zt为未知函数的方程    ,,5ztdKztDtd 式中，Z 坐标向下为正。 垂直入渗的解,zt取为级数形式，即 ,zt=    12342222234tttt    １ =  21iiit  （6） 根据边界条件（3）可知， 00i  i=1，2，3， （7） 由初始条件（2）可以得到 1i   （8） 当式（5）中的各项系数( )i  确定后，则可求得任一时刻T 不同含水率θ在土壤剖面上的位置 Z，亦即得到垂直入渗的解。( )i  可由待定系数法求得，为此，可以将方程（5）的右端按分式求导展开，整理得， 22220zdKzzzdDzDdtd （9） 式中，D，K 及 z 分别为D（θ），K（θ）及 ,zt的简写。对式（6）取222zzzzt ，分别如下： - 2 -   12342222123411234222222123421111122223412322211213223222222iiiiiiiizitttttztttttzittttttztt     52214232tt     式中１２３４ 分别为        １２３４ 的简写，将上式代入（9）中，并按t的次方合并同类项，则式（9）可表示为 1123422222123410iiYtY tY tY tY t （10） 式中前四项的系数为         ...