应用RETC软件拟合土壤水分特征曲线的结果及分析
非饱和土壤导水率试验计算与模拟分析
非饱和土壤导水率试验计算与模拟分析胡钜鑫;虎胆·吐马尔白;穆丽德尔·托伙加;杨未静【摘要】以非饱和土壤导水率作为研究对象,用瞬时剖面法计算两种土壤非饱和土壤导水率,并与RETC中不同模型的模拟结果进行对比,研究瞬时剖面法计算结果的可靠性.结果表明:两种土壤的K-h与lgK-h模拟曲线和实测值均吻合较好,实测值和不同模型的模拟值均属于高度性相关,且K-θ实测曲线与各模型的模拟曲线变化规律相似,处于各模拟曲线之间.综上所述,瞬时剖面法计算结果与模拟结果相似,具有一定的准确性,可以直接使用在实际生产运用过程中.【期刊名称】《石河子大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(037)001【总页数】7页(P105-111)【关键词】非饱和土壤导水率;瞬时剖面法;van Genuchten模型;Mualem模型【作者】胡钜鑫;虎胆·吐马尔白;穆丽德尔·托伙加;杨未静【作者单位】新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐市,830052;水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京,210098;新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐市,830052;新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐市,830052;新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐市,830052【正文语种】中文【中图分类】S152.7非饱和土壤土导水率K 是土壤水分参数中的重要参数之一，它反⒊了土壤中的水分在非饱和状态下的运动规律。
非饱和土壤导水率的测定方法包括直接法和间接法，直接法又分为田间测定和室内测定。
田间测定方法包括结壳法[1]、圆盘入渗法[2-4]、双环法[5]等，室内测定方法包括瞬时剖面法、垂直下渗通量法、零通量法[6]等。
其中直接测量法通常耗时耗力，不易测量，因此大部分学者常选⒚间接方法求取非饱和导水率，包括土壤水分再分布法[7-8]，或者通过水分特征曲线C 和水平扩散度D 公式推求非饱和土壤导水率K[9]，另外通过模拟软件[10]，例如Hydrus 和RETC 通过土壤质地资料推求非饱和导水率[11-13]。
盐分对土壤水分特征曲线的影响
种溶液处理 ２ 个 重 复。 将 ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２、ＭｇＳＯ４ 共 ５ 种 溶 质，分 别 配 置 成 ５ 种 不 同 含 盐 量
（０．１％、０．３％、０．５％、０．７％、１％）的 溶 液，即 饱 和 后 的 含 盐 量，其 值 低 于 实 际 溶 液，并 设 １ 个 空 白 组，共
尺测量每个转速下土壤的压缩量。离心结束后，将土样烘干称质量，并计算各 个 转 速 下 的 土 壤 质 量 含 水 率，
并换算为土壤体积含水率。
通常情况下，计算吸力时不考虑土样的 压 缩，即 土 样 在 离 心 过 程 中 干 密 度 不 变；但 当 转 速 不 低 于 ６ ０００ ｒ／ｍｉｎ 时 ，不 考 虑 土 样 压 缩 的 吸 力 计 算 误 差 较 大 ［３］，故 均 采 用 考 虑 土 样 压 缩 的 改 进 公 式 计 算 吸 力 ，改 进 公 式 为 ：
＊ 收稿日期：２０１４－０３－０８ 基 金 项 目 ：国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 （５１２７９１４２；５１３７９１５１） 作者简介：谭霄（１９８８－），男，四川攀枝花人。博士研究生，主要从事土壤水热盐运移及数据同化方向研究 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｐｚｈｔｘ５４＠１６３．ｃｏｍ 通 讯 作 者 ：伍 靖 伟 （１９７４－），男 ，教 授 。Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉｎｇｗｅｉｆｒ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ
０．０２１４０４ ０．００１１１３ ０．００５４７８ ０．００５６８３ ０．００１８７９ ０．００４９９３ ０．００５７６４ ０．００６７０６ ０．００９７３３ ０．００８１４９ ０．００２６６１ ０．００２８２７ ０．００３３５８ ０．００２３１５ ０．００４６７９ ０．００４６７ ０．００９７３６ ０．０１１０１ ０．０１３９２４
基于RETC与MATLAB的土壤水力学参数计算
土壤含水量θ
0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2
实测数据 拟合数据
0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2
实测数据 lsqcurvefit 拟 合 数 据 nlinfit'拟 合 数 据 nlintool拟 合 数 据
0
2000
4000
6000 8000 10000 土壤基质吸力h
RSS ( i/ i ) 2
i 1
i
i)
2
实例演示
运行结果： Matlab实例结果： 函数 R2 计算结果表 RMSE
0.0077 0.0077 0.0077
ME
RSS
lsqcurvefit 0.9963 nlinfit nlintool 0.9963 0.9963
0.0000050 4.77E-04 474 0.0000145 4.77E-04 95 0.0000145 4.77E-04 95
实测数据 拟合数据
5000
10000 土壤基质吸力h nlintool函 数 计 算 结 果
15000
0
2000
4000
6000 8000 10000 12000 土壤基质吸力h 三个函数拟合结果对比图
14000
16000
0.65 0.6 0.55 0.5
0.65 0.6 0.55 0.5
土壤含水量θ
拟 合 值
0.10 0.05 0.00 0 5000 10000 15000 |Pressure Head| [cm]
0.15
拟 合 值
0.10 0.05 0.00 0 5000 10000 15000 |Pressure Head| [cm]
土壤水分特征曲线测定实验
土壤水分特征曲线测定实验实验原理张力计插入土样后，张力计中的纯自由水经过陶土壁与土壤水建立了水力联系。
在非饱和土壤中，仪器中的自由水的势值总是高于土壤水的势值，因此，仪器中的自由水就会透过陶土管进入土壤，但因陶土材料孔隙细小，孔隙中形成的水膜不能使空气通过，而只能让水或溶质液通过（但如果压力过高水膜破裂，空气就会透过，这时的压力称为透气值），因而在仪器内形成一定的真空度，由仪器上的负压表读出。
最后当仪器内外的势值趋于平衡时，仪器中水的总水势Φwd与土壤中土水势Φws应该相等，即：Φwd＝Φws土水势的完整表述为：Φ=Φm+Φp+Φs+Φg+ΦT因为陶土管为多孔透水材料，并非半透膜，故溶质也能通过，最后达到内外溶液浓度相等，内外溶质势Φs相等。
仪器内外温度相等，温度势ΦT相等。
坐标0点选在陶土头中心，则陶土头中心的内外重力势Φg相等。
这样仪器中和土壤中的总势平衡可表述为：Φm d＋Φpd＝Φm s＋Φps式中，Φps为土壤水的压力势，Φm s为土壤水的基质势，Φpd为仪器内自由水的压力势，Φm d为仪器内自由水的基质势。
在非饱和土壤中，土壤水所受的压力为大气压（基准状态），故Φps应为零，又仪器中自由水无基质势存在，故Φm d亦为零，所以：Φm s＝Φpd＝ΔP D+z式中，ΔP D为负压表显示的负压值（小于0），z为埋藏在土中的陶土管中心与土面以上负压表之间的静水压力即水柱高，（向上为正，大于0）。
即可得到土壤水的基质势。
按定义土壤水吸力为基质势的负值，因而即可测得吸力值。
S=－Φm s＝－ΔP D－z如果负压表读数记为P（大于0，即P＝－ΔP D），则S=P－z另外，在计算土样中水分的变化时，还应考虑集气管中水分的变化量。
实验内容与设计1. 土样：粘土、砂壤土2. 容重：1.3g/cm3 、1.4g/cm33. 方式：脱湿：配置饱和土样，在室内自然蒸发，测定整个过程中土壤含水率与吸力关系曲线。
两种方法对土壤水分特征曲线的拟合及比较
两种方法对土壤水分特征曲线的拟合及比较作者：梁晨璟，李春光，赵文娟来源：《湖北农业科学》 2014年第1期梁晨璟１，李春光２，赵文娟１（１．宁夏大学土木与水利工程学院，银川７５００２１；２．北方民族大学数值计算与工程应用研究所，银川７５００２１）摘要：土壤水分特征曲线是土壤水吸力与含水率之间的关系曲线。
此次试验利用压力膜仪测定银川北部盐渍土的土壤水吸力和含水率。
对土壤水分特征曲线的Ｖａｎ－Ｇｅｎｕｃｈｔｅｎ模型采用Ｍａｔｌａｂ软件和ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ软件进行拟合。
经过比较和分析后发现，用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ软件与Ｍａｔｌａｂ软件拟合土壤水分特征曲线精度近似相同，但是ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ软件对于不懂任何编程语言的人来说操作更为简便。
关键词：土壤水分特征曲线；Ｖａｎ-Ｇｅｎｕｃｈｔｅｎ模型；拟合方法；比较中图分类号：Ｓ１５２．７＋１文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０14）01－0056-03ＣｏｍｐａｒａｔｉｖｅＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＴｗｏＭｅｔｈｏｄｓＦｉｔｔｉｎｇＳｏｉｌＭｏｉｓｔｕｒｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃＣｕｒｖｅＬIANG Ｃｈｅｎ-ｊｉｎｇ１，ＬI Ｃｈｕｎ-ｇｕａｎｇ２，ＺHAO Ｗｅｎ-ｊｕａｎ１（１．ＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ，ＮｉｎｇｘｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ７５００２１，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮｕｍｅｒｉｃａｌＣｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ＢｅｉｆａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＮａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ７５００２１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅ describes ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｗａｔｅｒｓｕｃｔｉｏｎａｎｄｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｉｎｓｏｉｌ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｓａｉｍｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｓｕｃｔｉｏｎａｎｄｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｂｙｕｓｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｍｅｍｂｒａｎｅａｎａｌｙｚｅｒｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈｅｒｎａｒｅａｏｆＹｉｎＣｈｕａｎｓａｌｉｎｅｓｏｉｌ．Ｖａｎ－Ｇｅｎｕｃｈｔｅｎｍｏｄｅｌｉｓ used ｔｏｆｉｔｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅｕｓｅｂｙＭａｔｌａｂａｎｄＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ．Ｂｙｃｏｍｐａｒative ａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔ waｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｉｔｈａd ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙｔｈｅｓａｍｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅｆｉｔｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌａｎｄＭａｔｌａｂｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｂｕｔｉｔｉｓｍｏｒｅｓｉｍｐｌｅａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｆｏｒｐｅｏｐｌｅｎｏｔｋｎｏｗing ａｎｙｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｌａｎｇｕａｇｅｂｙｕｓｉｎｇＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｉｌｍｏｉｓｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｃｕｒｖｅ；Ｖａｎ-Ｇｅｎｕｃｈｔｅｎｍｏｄｅｌ；ｆｉｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ；ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ土壤水分特征曲线是土壤水的基质势或土壤水吸力随土壤含水率变化的关系曲线，是研究土壤水分的保持和运动所用到的反映土壤水分基本特征的曲线。
不同土地利用类型土壤水分特征曲线研究
不同土地利用类型土壤水分特征曲线研究黄朗１，２，３王醒１，２，３黄卉１，２，３方荣杰１，２，３（１．桂林理工大学环境科学与工程学院；２．桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室；３．桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心，广西桂林５４１００４）中图分类号：Ｓ１５７．２ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－５３６６．２０２０．０６．０２摘要：以喀斯特地区典型峰丛坡地不同土地利用类型为例，结合野外调查与室内分析方法，应用Ｖａｎ－Ｇｅｎｕｃｈｔｅｎ模型研究灌木林地、橘子园地、西瓜耕地３种土地利用类型的土壤水分特征曲线，分析在不同土地利用类型下的土壤持水性能。
结果表明：喀斯特典型峰丛坡地土壤黏粒含量和密度大小依次为西瓜耕地＞橘子园地＞灌木林地，总孔隙度则呈相反趋势。
灌木林地土壤持水量显著高于橘子林地和西瓜耕地，且与坡位高低呈正比。
土壤持水能力与黏粒含量、土壤密度呈正相关趋势，与土壤总孔隙度呈负相关趋势，与坡位呈负相关趋势。
西瓜耕地的持水能力最强，橘子园地其次，灌木林地最弱。
土地利用类型是土壤水分特征曲线的主要影响因子。
关键词：喀斯特；土地利用类型；Ｖａｎ－Ｇｅｎｕｃｈｔｅｎ模型；水分特征曲线 中国西南喀斯特地区是全球喀斯特的集中区，主要集中分布在滇、黔、桂３省区，面积约３３．６万ｋｍ２，由于其二元结构特征，形成了脆弱的生态环境［１］。
生态环境变异敏感度高，稳定性差，成土缓慢导致土层浅薄且分布不均，地表与地下并存的二元结构导致雨水和地表水强烈渗漏，地表生境处于长期干旱状态。
土壤水是陆地植物赖以生存的原动力，也是提高农业生产种植的驱动力。
土壤水分特征曲线是描述土壤水分能量和数量的关系曲线，反映了土壤水基质势与土壤水含量的函数关系，对研究土壤水滞留与运移有重要作用［２，３］。
很多学者已经对土壤水分特征曲线进行了大量的研究，研究表明土壤水分特征曲线受到多重影响因子的制约，其中包括土壤颗粒的机械组成［４，５］、密度［６］、土壤结构［７］３大主要理化性质。
土壤水分溶质动力学(DOC)
博士□基地班硕士□硕博连读研究生□兽医硕士专业学位□学术型硕士☑工程硕士专业学位□农业推广硕士专业学位□全日制专业学位硕士□同等学力在职申请学位□中职教师攻读硕士学位□高校教师攻读硕士学位□风景园林硕士专业学位□西北农林科技大学研究生课程结课论文封面（课程名称：土壤水分溶质动力学）学位课☑选修课☐研究生年级、姓名 XXXXXXX研究生学号 XXXXXXXXXX所在学院（系、部） XXXXX学院 XXXXXXXX专业学科 XXXXXXXXXXXXXXXXXXX任课教师姓名 XXXXXXXX考试日期考试成绩评卷教师签字处作业一要求:1. 用EXCEL文档绘制土壤的水分特征曲线的散点图。
2. 比较土壤的水分特征曲线。
3. 分别用幂函数、BC函数和RETC软件拟合土壤水分特征曲线，并比较三个函数的拟合效果。
4.在土壤的水分特征曲线的散点图的基础上，根据三种函数用实线绘制计算的水分特征曲线，并比较实测值和计算值的差异。
土壤的水分特征曲线的散点图。
(1)土壤水分曲线的特征散点图（2）分别用幂函数、VG函数、BC函数拟合土壤水分特征曲线，并比较三种函数的拟合效果。
土壤水分特征曲线分析：由上述绘制的三种曲线我们可以清晰地看出由VG 函数绘制出来的曲线与由实测值绘制的曲线基本重合，BC函数绘制的曲线稍次之，幂函数绘制的曲线效果最差。
（3）RETC软件中VG函数和BC函数拟合图RETC中VG函数拟合图RETC中BC函数拟合图（4）实验数据和拟合数据如下：作业二作业：用RETC软件拟合下列三种土壤的水分特征曲线并计算土壤非饱和导水率和扩散率，用EXCEL作图比较水分特征曲线的拟合和实测结果。
1．RETC软件中VG函数对三种土壤的拟合（1）Soil 1 RETC中VG函数和BC函数的拟合图Soil 1dry RETC中VG函数拟合图Soil 1dry RETC中BC函数拟合图Soil 1wet RETC中VG函数拟合图Soil 1wet RETC中BC函数拟合图（2）Soil 2 RETC中VG函和BC函数的拟合图Soil 2dry RETC中VG函数拟合图Soil 2dry RETC中BC函数拟合图Soil 2wet RETC中VG函数拟合图Soil 2wet RETC中BC函数拟合图（3）Soil 3 RETC中VG函数和BC函数的拟合图Soil 3dry RETC中VG函数拟合图Soil 3dry RETC中BC函数拟合图Soil 3wet RETC中VG函数拟合图Soil 3wet RETC中BC函数拟合图2.三种土壤的水分特征曲线在Excel中的实测值和拟合图（1）Soid 1 土壤水分特征曲线的拟合图Soid 1 土壤水分特征曲线VG拟合图Soid 1 土壤水分特征曲线BC拟合图（2）Soid 2 土壤水分特征曲线的拟合图Soid 2 土壤水分特征曲线VG拟合图Soid 2 土壤水分特征曲线VG拟合图（3）Soid 3 土壤水分特征曲线的拟合图Soid 3 土壤水分特征曲线VG拟合图Soid 3 土壤水分特征曲线BX拟合图3.三种土壤水分特征曲线在Excel中的对比图三种土壤的水分曲线VG拟合图对比三种土壤的水分曲线BC拟合图对比由以上的对比可知，在拟合过程中方法不同拟合的结果也不同，VG函数拟合的效果比较好。
土水特征曲线试验及其拟合研究
土水特征曲线试验及其拟合研究
土水特征曲线试验及其拟合研究
陈承佑王焕新
【摘要】摘要本文通过对南宁膨胀土进行压力板试验，测得其含水量—基质吸力的关系（即SWCC）。
由于试验数据一般存在一定的离散性，故需进行拟合；本文借助Origin软件，用二种土水特征曲线模型对其进行拟合，并对拟合结果进行了讨论分析。
【期刊名称】中国科技信息
【年(卷),期】2012(000)011
【总页数】1
【关键词】关键词膨胀土；土水特征曲线；拟合
expansive soil；SWCC；fitting
引言
土水特征曲线(SWCC) 是指非饱和土中吸力和质量含水率ω、体积含水量θ或饱和度S之间的关系。
土水特征曲线在非饱和土力学研究中扮演着重要角色，它可用来解释非饱和土性状的主要本构关系，将理论试验测试与预测方法有机地联系起来[1]。
通过土水特征曲线可获得非饱和土的渗透函数、抗剪强度等有关参数[2][3]。
但由于由试验测试得到的土水特征数据一般较为粗糙，离散点比较多。
如直接应用于数值模拟，往往导致数值不收敛，需要进一步拟合，才能应用于实际。
为此，本文先采用压力板法获得南宁膨胀土脱湿土水特征曲线数据，然后分别利用VG和FX模型对其进行拟合。
1 试验过程及结果
1.1 试验过程。
土壤水分特征曲线拟合retc
土壤水分特征曲线是描述土壤水分状态和水分运动规律的重要曲线之一。
它是土壤物理性质和水分运动规律的重要指标，对于合理利用土壤水分、科学施肥和提高农业生产力具有重要意义。
retc 曲线的建立与土壤的水分保持性质、渗透性、保水性相关，对土壤水分运动规律的研究颇具指导意义。
1. retc 曲线的基本特征概述土壤水分特征曲线拟合retc，是一种描述土壤水分含量与土壤毛细力之间关系的曲线。
它的形态特征通常表现为在低毛细力下，土壤水分含量随毛细力的增加而急剧下降；而在一定的毛细力范围内，土壤水分含量变化缓慢。
而随着毛细力的进一步增大，土壤水分含量急剧下降的特点再次显现。
retc 曲线常常被用来表征土壤中的毛细力作用范围，以及土壤的保水特性。
2. retc 曲线的拟合与参数在科学研究和实际应用中，针对不同类型的土壤，需要通过实验测定和数据处理，拟合得到retc 曲线的参数。
常见的拟合模型包括 Van Genuchten 模型、Brooks-Corey 模型等。
这些模型通过曲线的拟合参数，可以描述土壤的渗透性、保水性等重要特征，对于土壤水分运动规律的研究具有重要的指导意义。
3. retc 曲线的应用retc 曲线在农业生产、水资源利用等领域具有广泛的应用价值。
通过对土壤水分特征曲线的测定和分析，可以为合理的灌溉和排水提供科学依据。
另外，也可以通过retc 曲线的拟合参数，评价土壤的保水性能，为合理施肥、作物生长提供科学依据。
4. 我的个人观点和理解作为一名专业的文章写手，我对土壤水分特征曲线拟合retc有着深入的研究和理解。
我认为，retc 曲线的建立和分析，可以为提高农业生产力、合理利用水资源提供科学依据。
通过研究retc 曲线，也可以更加深入地理解土壤水分运动的规律和特性，为土壤保护和生态环境的改善提供科学支持。
5. 总结与回顾通过对土壤水分特征曲线拟合retc的全面讨论，我们可以清晰地了解retc 曲线的基本特征和参数拟合方法，以及其在实际应用中的重要作用。
黄土丘陵区小流域典型造林整地工程土壤水分特征曲线模拟
黄土丘陵区小流域典型造林整地工程土壤水分特征曲线模拟于洋;卫伟;陈利顶;冯天骄;杨磊;陈蝶【摘要】开展工程措施进行植被恢复是防治水土流失的有效方式.在黄土高原半干旱小流域,工程措施能够利用有限的降水资源,促进植被恢复.以甘肃定西龙滩小流域典型水土保持工程措施鱼鳞坑和反坡台为研究对象,采用配对实验设计,在实测土壤水分特征曲线基础上,分别利用Brooks-Corey、Gardner和van Genuchten模型对不同工程措施的土壤水分特征曲线进行模拟.研究结果发现:反坡台(10.63％)、鱼鳞坑(9.78％)粘粒含量显著高于对照样地(9.66％),粉粒含量反坡台(71.42％)与鱼鳞坑(70.74％)显著高于对照样地(67.85％).较之对照样地,反坡台和鱼鳞坑饱和导水率分别提高53.5％和46.9％.3种模型均能够很好的拟合不同工程措施土壤水分特征曲线.较之对照,工程措施长期开展后,鱼鳞坑和反坡台的土壤有效水分分别提高15％和9％,且对表层土壤水分有效性的改善更为显著.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2018(038)018【总页数】10页(P6511-6520)【关键词】工程措施;水分特征曲线;鱼鳞坑;反坡台【作者】于洋;卫伟;陈利顶;冯天骄;杨磊;陈蝶【作者单位】中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京100048;中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京100085;水利部水土保持生态工程技术研究中心,北京100048;中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京100085;中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京100085;中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京100085;中国科学院大学,北京100049;中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京100085;中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京100085;中国科学院大学,北京100049【正文语种】中文水分是影响干旱半干旱生态系统植被恢复和生态建设的主要因素。
土壤水分特征曲线的测定及经验模型对比
土壤水分特征曲线的测定及经验模型对比作者：李金鸥来源：《中国科技纵横》2016年第01期【摘要】土壤水的基质势或土壤水吸力是土壤含水率的函数，它们之间的关系曲线称为土壤水分特征曲线。
该曲线反映了土壤水的能量与数量关系，是反映土壤水分运动基本特征的曲线[1]。
它是表示土壤基本水力特征的重要指标，对研究土壤水滞留与运移有十分重要的作用。
【关键词】土壤水分特征曲线压力膜仪经验模型参数拟合1研究意义土壤水分运动是陆地水循环的重要组成部分，是地表水与地下水相互作用的纽带。
是降雨—产流计算、农田灌溉与排水设计、地下水补给计算、土壤植物水分定量关系预测的基础[2]。
土壤水分运动3个参数中以预测非饱和导水率最为困难，土壤水分特征曲线则最容易得到，准确性也最好，方法较多，且通过水分特征曲线模型可以推求其他2个参数，因此，水分特征曲线的获取对预测土壤水分运动参数至关重要。
2水分特征曲线测试方法（1）直接方法。
分实验室法和田间方法两种方式。
实验室内测定主要有张力计法、砂性漏斗法、压力膜法、离心机法和热电偶温度计测定等。
田间原位测定大都用张力计法。
（2）经验公式法。
经验公式法中比较常用的有：Brooks-Corey（1964）模型，van-Genuechten（1980）模型、Gardner-Russo（1988）模型等。
（3）间接推求法。
可以分为3类：土壤转换函数方法、物理—经验方法、分形几何方法。
土壤转换函数就是利用已有的土壤基本性质（如粒径分布、容重、有机质含量等）通过某种算法构建起来的预测吸力与水分含量之间关系的函数[3]。
3水分特征曲线的影响因素（1）土壤质地和结构：相同的含水量下，质地越细，水吸力就愈大，曲线愈陡；反之质地越粗，吸力就越小，曲线愈平缓。
（2）温度：在同一吸力条件下，温度升高，土壤持水量减少，温度低时，其持水能力增强；或者，在同一含水量条件下，温度高时，吸力较低，而温度降低时，则吸力升高。
（3）滞后现象：土壤水分特征曲线的滞后作用对任何质地的土壤均存在，吸水和脱水过程，负压与含水率曲线是不同的。
土壤水分特征曲线的4种经验公式拟合研究
土壤水分特征曲线的4种经验公式拟合研究辛琳;郝新生;崔清亮【摘要】By the dry method measuring soil moisture and tensioneter method measuring soil water suction,some measured data of soil water characteristic curve were got.With the aid of Matlab software,the parameters of the Gardner model,the Van-Genuchten model,the Mckee-Bumb model and the Frdlund-Xing model were fitted to the measured data by substituting the measured data into four kinds of empirical formulas.The fitting correlation coefficient was analyzed and the soil water characteristic curve formula applicable to clay was obtained.The result showed that the correlation coefficients of model parameters of the Van-Genuchten model,Frdlund-Xing model,Gardner model,Mckee-Bumb model were 0.994 1,0.993 6,0.936 6,0.964 4,respectively.The Van-Genuchten model had the best fitting effect,and the fitting effect of Frdlund-Xing model was second.Both could be used to describe the empirical formula of clay soil water characteristic curve.The Mckee-Bumb model and the Gardner model had poor fitting effect,which were not suitable for describing the empirical formula of clay soil water characteristic curve of the experimental study.%通过烘干法测得土壤含水率,通过张力计法测得土壤水吸力,得到土壤水分特征曲线的一些实测数据.借助Matlab软件,代入实测数据,对Gardner模型、Van-Genuchten模型、Mckee-Bumb模型和Frdlund-Xing模型4种经验公式研究进行参数拟合,并分析拟合相关系数,得到适用于黏土的土壤水分特征曲线公式.结果表明,Van-Genuchten模型、Frdlund-Xing模型、Mckee-Bumb模型、Gardner模型参数拟合相关系数分别为0.994 1,0.9936,0.9644,0.936 6;Van-Genuchten模型参数拟合效果最好,Frdlund-Xing模型参数拟合效果次之,二者均可用来描述黏土土壤水分特征曲线的经验公式;而Mckee-Bumb 模型和Gardner模型参数拟合效果差,是不适合描述黏土土壤水分特征曲线的经验公式.【期刊名称】《山西农业科学》【年(卷),期】2018(046)002【总页数】4页(P256-259)【关键词】土壤水分特征曲线;Matlab软件;参数拟合【作者】辛琳;郝新生;崔清亮【作者单位】山西农业大学工学院,山西太谷030801;山西农业大学工学院,山西太谷030801;山西农业大学文理学院,山西太谷030801;山西农业大学工学院,山西太谷030801【正文语种】中文【中图分类】S152.7土壤水分特征曲线是研究土壤水分的保持和运动时多用到的反映土壤水基本特征的曲线[1]。
用HYDRUS-2D和RETC数值模型反推土壤水力参数的特点分析
ｗｅ ｒ ｅ ｍｏ ｒ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｈ ａ ｓ １ ａ ｉ ｄ ａ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｏ ｆ ｓ ｏ ｉ ｌ ｍｏ ｉ ｓ 一
土壤 水力参 数 是 土壤 性 质 的重要 体 现 ， 是 了解
土壤 水分 运动 的基础 ． 目前 ， 研究 土壤 水分运 动 中常
资料进行验证并评 价 ２种模型 的准确性 ， 以期为选 择 合适 的反推参 数模 型提供科学依据 ．
用 来 描 述 水 力 参 数 的 模 型 为 Ｖａ ｎ Ｇｅ ｎ ｕ ｃ ｈ ｔ ｅ ｎ模
摘要： 以甘肃省石羊河 流域下游民勤沙漠绿洲 区砂质壤土和 粘土为试验 材料 ， 借 助 ＨＹ ＤＲ ＵＳ － ２ Ｄ和 Ｒ Ｅ Ｔ Ｃ数 值模 型对 Ｖａ ｎ Ｇｅ ｎ ｕ ｃ ｈ ｔ ｅ ｎ模型 中 ａ 、 ｎ ２ 个参数进行 反推土壤水力参数 。利用沟灌土壤水分二维入渗试验实测资料 评价各个模 型的准确性 ； 计算 沟灌入渗 特征量 ： 累计入渗量 、 湿润锋位 置 、 土壤 剖面含水量 分布相关 系数 Ｒ 。 和均方 根误差 ＲＭＳ Ｅ 结果表 明：ＨＹＤ Ｒ ＵＳ － ２ Ｄ反推参数模 型与 Ｒ Ｅ Ｔ Ｃ土壤水分运动参数模型软件求得 的参数模 拟结果
[土壤,水分,曲线]土壤水分特征曲线的测定及经验模型对比
![[土壤,水分,曲线]土壤水分特征曲线的测定及经验模型对比](https://img.taocdn.com/s3/m/ecb14de067ec102de3bd89c7.png)
土壤水分特征曲线的测定及经验模型对比【摘要】土壤水的基质势或土壤水吸力是土壤含水率的函数，它们之间的关系曲线称为土壤水分特征曲线。
该曲线反映了土壤水的能量与数量关系，是反映土壤水分运动基本特征的曲线[1]。
它是表示土壤基本水力特征的重要指标，对研究土壤水滞留与运移有十分重要的作用。
【关键词】土壤水分特征曲线压力膜仪经验模型参数拟合1研究意义土壤水分运动是陆地水循环的重要组成部分，是地表水与地下水相互作用的纽带。
是降雨―产流计算、农田灌溉与排水设计、地下水补给计算、土壤植物水分定量关系预测的基础[2]。
土壤水分运动3个参数中以预测非饱和导水率最为困难，土壤水分特征曲线则最容易得到，准确性也最好，方法较多，且通过水分特征曲线模型可以推求其他2个参数，因此，水分特征曲线的获取对预测土壤水分运动参数至关重要。
2水分特征曲线测试方法（1）直接方法。
分实验室法和田间方法两种方式。
实验室内测定主要有张力计法、砂性漏斗法、压力膜法、离心机法和热电偶温度计测定等。
田间原位测定大都用张力计法。
（2）经验公式法。
经验公式法中比较常用的有：Brooks-Corey（1964）模型，van-Genuechten（1980）模型、Gardner-Russo（1988）模型等。
（3）间接推求法。
可以分为3类：土壤转换函数方法、物理―经验方法、分形几何方法。
土壤转换函数就是利用已有的土壤基本性质（如粒径分布、容重、有机质含量等）通过某种算法构建起来的预测吸力与水分含量之间关系的函数[3]。
3水分特征曲线的影响因素（1）土壤质地和结构：相同的含水量下，质地越细，水吸力就愈大，曲线愈陡；反之质地越粗，吸力就越小，曲线愈平缓。
（2）温度：在同一吸力条件下，温度升高，土壤持水量减少，温度低时，其持水能力增强；或者，在同一含水量条件下，温度高时，吸力较低，而温度降低时，则吸力升高。
（3）滞后现象：土壤水分特征曲线的滞后作用对任何质地的土壤均存在，吸水和脱水过程，负压与含水率曲线是不同的。
土壤水分特征曲线试验研究
ｈ 。 一土壤进气值负压；， ｔ ｙｇＤ 是与土壤粒径、 ， 孔隙结构和分 布有关的 参数， 释放的 二 水量； 土壤水分特征曲 户￣ 线的形状 参数； 马一土壤水分分形维数， 表征土壤不同尺寸孔隙特征。
采用 Ｍａ ｂ ａ 中的优化工具箱根据上式进行参数求解， ｔ ｌ 其 结果如表 １ 所示。 拟合的土壤水分特征曲线如图 １图２图３ 、 、 所示。 将计算所得的土壤水分特征曲线与实测值进行比较。结
Ｒｅｅ ｒ ｈ Ｓ ｉ Ｍ ｏｓｕ ｅ ｒ ｅ Ｄｉｆｒ ｎ Ｃｏ ｄ ｔ ｎ ｓａ ｃ ｏ ｏｌ ｉｔ ｒ Ｃｕ ｖ ｉ ｎ ｎ ｆｅ ｅ ｔ ｎ ｉｉ ｓ ｏ Ｇ Ｏ ｎ－ ｉ Ｉ ｘ Ｃ Ｎ Ｄ ｇ ｕｎＪ Ｙ －ｕ ， Ｈ Ｙ－ｉ，ＨＥ Ｇ ｎ－ ａ ， Ａ ｎｈｉ Ｕ Ｆ ｇｔ Ｃ ｅ ａ ｉａ ｏ ｊ Ｉ ａ （ ｂｉ ｉ ｅｉｇ ｉ ｒ ｔ Ｈｅｅ Ｈａｄ ｎ ６２） 月ｅｅＥ ｇｎ ｒ Ｕ ｖ ｓｙ ｂｉ ｎ ａ ０ ０１ ｎ ｅ ｎ ｎｅｉ ５
・４ ・ ８
许多研究表明， 在低压力水头时（＾１０ ）水分的持 （ － ｋａ， ０ ０ Ｐ 留主要依赖于土壤结构和孔径分布， 受到容重和孔隙度等的 强烈影响。 而在高压力水头范围（ 大于１０ ）土壤水的保 ０ ｋａ， Ｐ
持主要是由于吸附作用， 因此影响土壤比表面积的性质如质 地、 有机质含量以及粘土矿物等成为主要的影响因素。因土 壤水分特征曲线是高度非线性的函数， 受多种环境和土壤因 素的影响， 准确测定这一关系非常困难。尽管 目 前人们已经 发展了多种室内和田间实验手段来测定水分特征曲线， 但绝 大多数方法成本较高而且十分繁杂和费时。同时实验结果常 存在明显的不确定性， 土壤在水平向和垂向的空间变异性也 限制了直接测定方法在实际工作中的应用， 所以， 替代直接实 验预测土壤水分特征曲线的方法还有待进一步研究。
膜下滴灌棉花根系吸水模型研究
膜下滴灌棉花根系吸水模型研究虎胆·吐马尔白;王一民;牟洪臣;张金珠【摘要】通过室内三组桶栽水平试验,在不同生育期对棉花根系进行取样,得到棉花根长密度分布函数,并在每次灌水前后对试验桶进行取土样及称重,进而得到土壤剖面的含水量和棉花的蒸腾量；由根长密度分布函数、土壤含水量及棉花蒸腾量,选定根系吸水模型为Feddes模型,经模型计算:土壤水分的模拟值与实测值吻合较好,该模型能够准确地描述膜下滴灌棉花根系吸水,表明建立的棉花根系吸水模型是可行的.%The founction of root length density distribution in different growth stages of cotton was obtained through three groups of indoor bucket planting experiment. The water content in soil profile and the transpiration of cotton were derived by weighing the bucket before and after irrigation. And Feddes model was selected as the water uptake model of root system according to these indexes. The results of calculation with the model showed that the simulated soil moisture value nearly dovetailed the measured value, which showed that this model can accurately describe the moisture uptake of cotton root under mulched film with drip irrigation.【期刊名称】《干旱地区农业研究》【年(卷),期】2012(030)001【总页数】5页(P66-70)【关键词】根系吸水模型;根长密度;膜下滴灌;棉花【作者】虎胆·吐马尔白;王一民;牟洪臣;张金珠【作者单位】新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐830052;新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐830052;新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐830052;新疆农业大学水利与土木工程学院,新疆乌鲁木齐830052【正文语种】中文【中图分类】S152.7;S275.6;S562根系是植物吸水的重要器官,根系从土壤中吸收的水分,沿着根毛进入导管,上升到叶面,再由叶气孔散发到大气中,形成了水分运输的土壤-植物-大气连续体(SPAC)。
土壤水特征曲线
研究生课程论文封面课程名称土壤水动力学教师姓名研究生姓名研究生学号研究生专业所在院系类别:日期: 2012 年1月7 日评语对课程论文的评语:平时成绩：课程论文成绩：总成绩：评阅人签名：注：1、无评阅人签名成绩无效；2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效；3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。
水分特征曲线测定实验报告1 实验的目的要求理解水分特征曲线的含义，掌握水分特征曲线的测定方法，以及比较不同土壤水分特征曲线的特点。
2 实验的原理土壤水的基质势（或土壤吸力）与土壤含水量之间的关系曲线称为土壤水分特征曲线或土壤持水曲线（soil water retention function ）。
土壤水分特征曲线表示土壤水的能量和数量之间的关系，是研究土壤水分的保持和运动所用到的反映土壤水分基本特性的曲线。
各种土壤的水分特征曲线均需由实验测定。
水分特征曲线仪主要由陶土头、集气管、压力传导管、水银测压计（由玻璃管和水银槽组成）、观测板以及样品容器组成，其结构如图1所示。
图1 水分特征曲线仪结构图1.样品容器；2.陶土头；3.集气管；4.压力传导管；5.水银测压计；6.观测板；7.水银槽陶土头是仪器的传感部件，由具有均匀微细孔隙的陶土材料制成，当仪器内充满水使陶土头被水饱和时，陶土头管壁就形成张力相当大的一层水膜，陶土头与土壤充分接触后，土壤水与其内部的水体通过陶土头建立了水力联系，在一定的压差范围内，水分和溶质可以通过陶土头管壁，而气体则不能通过，即所谓透水不透气。
因此，如果陶土头内外之间存在压力差，水分就会发生运动，直至内外压力达到平衡为止。
这时，通过水银压力表测定的负压值就是陶土头所在位置土壤水的基质势。
陶土头所在位置的压力水头（基质势或负压）的计算公式为：w m w m m h h h h h h --=-+-=6.12)(6.13式中h 为压力水头，h m 为压力表中水银柱高度（以水银槽水银液面为基准面），h m 是水银槽液面到陶土头中心位置的垂直距离。
土壤水分特征曲线自动检测系统的设计与应用
土壤水分特征曲线自动检测系统的设计与应用唐玉邦;徐磊;虞利俊;裴勤;王恒义;黄万喜【期刊名称】《农业科学与技术（英文版）》【年(卷),期】2014(000)011【摘要】目的是通过在现代农业培养的各种种植环境下更好地满足作物的要求，通过组合土壤水分含量和土壤的概念来设计土壤水特征曲线的自动测试系统水势。
[方法]电子土壤水分张力计用于确定经测试容器中土壤水分的实时张紧值，并使用电子称重传感器来确定土壤重量。
缩减方法用于计算土壤水分含量，基于该土壤水分曲线绘制的土壤水分含量。
[结果]通过江苏省2种不同土壤的调查，结果是对OWS：不同成分的土壤呈土壤水分特征曲线的不同趋势，即旧课程砂土土壤水域特征关系徐州的Yel Ow River是Y = -0.000 2x3 + 0.027 7x2-1.644 5x +38.161，R2 = 0.991 9;虽然大丰锦海农场盐碱土壤的土壤水分特征是Y = -0.002×2-0.426×+ 39.905，R2 = 0.991 3. [Con-Clusion]土壤水分特征曲线土壤水域自动测试系统Char-Acteristics曲线可以反映土壤水分含量和土壤水域潜力，如对土壤水到植物生长的有效性，为SCI-EXTICT灌溉提供依据。
％[目的]为更好地满足现代业各种环境下就是水分要求要求越准水分的概念水分的概念水分检测检测曲检测检测。
[方法]利用电子潮水分张力仪实测定供试盆钵中土壤水位张力数值，同时采料，利用仪表计算土壤水分，并并土壤水分曲跃。
[结果]通过对水曲曲曲曲。
种不成质地区地测定得出：质地不锈水分类特价驾驶走势不得不，分析为：徐州地区黄河古道砂质水分分离线有关部砂质水分分别关键词为y= -0.0002×3 +0.0277x2-1.6445x + 38.161，r2 = 0.9919;大丰金海农场盐碱水分分注为y= -0.002x2-0.426x + 39.905，r2 = 0.9913。