資源描述：
《土壤蒸發(fā)數(shù)學模型的建立及其試驗驗證》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、第一章緒論3發(fā)量。從土壤水動力學的原理出發(fā)，可推出如下計算土壤蒸發(fā)的公式池。451：易=f【9(z，f1)一p(z，f2)p(1．2)式中助為土壤的實際蒸發(fā)量，乙為ZFP的位置坐標，0表示以土壤表面為坐標原點，秒0，f1)為fl時刻ZFP至土壤表面的含水率分布，目眩，如)為允時刻ZFP至土壤表面的含水率分布。利用ZFP計算土壤蒸發(fā)量是一種行之有效的方法，其先決條件是確定ZFP的存在及其深度。用張力計測值確定ZFP的位置，一是要求儀器性能可靠，二是埋深和范圍要有保證，否則zFP的位置確定不準，對蒸發(fā)量的計算影響也很大。李寶慶等H21通過試驗研究后認為，ZFP是測
2、定土壤實際蒸發(fā)量的有效途徑之一，但是測量手段需要適應其要求，否則難有高精度保證。另外此法的應用也有一定的條件：當?shù)叵滤缓芨邥r，一般不能應用；降雨頻繁，零通量不穩(wěn)定時也難以應用。1．2．2國外研究進展國外對土壤蒸發(fā)的研究比較活躍，土壤學、水文學、氣象學等領域的學者從各自學科的特點出發(fā)，提出了土壤蒸發(fā)的數(shù)學物理模型。1．2．2．1Fox模型Foxm3以能量平衡方程為基礎，以一假定的理想干土柱為參考，推導出了土壤蒸發(fā)量的計算式：易=(島△U+62△乃)△乃(1．3)式中△乃=乃，一一％一，死，一，乃，一分別為干土柱、蒸發(fā)土壤表面一天中的最高溫度，△U為日累計風速，
3、島，歷為常數(shù)。Fox用式(1．3)計算了河岸沙地的土壤蒸發(fā)，其結果與蒸滲儀測的結果進行對比，平均誤差為13％。但島，統(tǒng)屬于實驗統(tǒng)計參數(shù)，推廣到其它地區(qū)(土壤、氣候等條件發(fā)生變化)后，得重新做大量的校正工作。Be小AsherH71引入了積分的概念，及土壤表面溫度隨時間變化的溫度日函數(shù)和土壤熱通量隨時間變化的溫度日函數(shù)，對Fox模型進行了改進。Ben．ASher用均質的土壤在蒸滲儀上做驗證實驗，測量結果和用公式計算的結果進行回歸，達到了較好的相關度(r2=o．61)。EVett腳1在Ben．Ashcr的基礎上，對計算方法進行了改進，他把積分的時間步長取為O．5h，
4、取相應的溫度為這半個小時中的最大溫度，其回歸后的相關度為r2=o．82。QiuH鍆在Fox模型的基礎上通過數(shù)學變形消掉空氣動力學阻抗項，得到一種新的計算模型。在試驗驗證計算中，他的思想和Evett是相同的，所得結果和蒸滲儀測量結果的回歸相關系數(shù)為r2=0．94。Qiu模型在計算土壤蒸發(fā)量時，所需要的參數(shù)種類少，不含經(jīng)驗系數(shù)，不需要空氣動力學阻抗和表面阻抗等參數(shù)，因此簡便實用，具有較好的應用前景。4土壤蒸發(fā)數(shù)學模型的建立及其試驗驗證1．2．2．2體積空氣動力學模型據(jù)體積空氣動力學的原理可知，對于一個充分濕潤的土壤表面，其蒸發(fā)量(即可能蒸發(fā)量)昂可表述為陸¨：t=
5、芳警掣(1．4)式中九為水的汽化潛熱，P。(黝是在土壤表面溫度(乃)下的飽和水汽壓，％為參考面處空氣的實際水汽壓，p為空氣密度，劬為空氣定壓比熱，丫為干濕表常數(shù)，％為空氣動力學阻抗。在蒸發(fā)的第一階段，土壤大孔隙中的自由水先蒸發(fā)掉。進入第二階段后，土壤中剩下的水主要存在于小孔隙中，并且被強烈的毛管吸力所吸附，因此實際的水汽壓差小于(1．4)式中的飽和水汽壓差，通常有兩種方法來補償這種影響：勸法和盧方法畸21。勸法取土壤表面和參考高度之間的距離為水汽擴散距離，因此水汽擴散的阻抗只有空氣動力學阻抗％，則土壤實際蒸發(fā)量的公式為：易：孕絲盟型九7吃(1．5)肪法從土壤水
6、蒸發(fā)面考慮水汽傳輸，則水汽擴散的阻抗包括空氣動力學阻抗％和表土干燥層阻止水汽擴散的阻抗％，于是土壤實際蒸發(fā)量的公式為：fE。：墮壁f竺墜!二塑{緲吃(1．6)l∥：上【名+‘式中乃應該是水汽界面的溫度，但是水汽界面在土壤干燥層以下，而且很難界定。由于土壤干燥層是很薄的一層，在實際計算中乃被認為是土壤表面的溫度，這樣就高估了助。廳是相對適度系數(shù)(辦<1)，由于計算辦所需的參數(shù)測定比較復雜，很多作者在實際計算中取肛1，這樣歷被進一步高估。基于認肪法的假定，很多學者提出了關于口、腳計算式嘞刪，詳見表卜l。土壤干燥層是一厚度很薄的土層，準確的測定其含水率侑一定的困難，
7、而且它的微小變化將會引起舐蘆值的波動。Mahf叫f對部分公式進行試驗驗證后發(fā)現(xiàn)，在估算白天的土壤蒸發(fā)量時，各公式所得出的值很相近；但是在計算夜晚的土壤蒸發(fā)量，其差異性很大，且勸法的計算值偏大啼引。第一章緒論5表卜1一些僅、B計算公式T'able1-1Someofthe內加ulaSfor口and口?！！?。。。。?！?。—。。_·———·--__———·———·————_————————-一：-作者方法公式———』登塹g盟一叢曼塵鯉墜墅墜墮Phil似1957)Deardof吸l978)Banon(1979)‰uda趾dToya(1981)Jacquemina
8、ndNoilh鋤(1990)Lee鋤d
