当前课程知识点：地下水文学（水文学原理及应用（2）） > 第四章 达西定律 > 第二节 土壤水运动中的达西定律 > 4.2 土壤水运动中的大戏定律
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大家好
下面我们学习第二节
非饱和土壤水运动的
达西定律 在1986年达西著名的
实验之后 大概过了50年
伯明瀚在1907年他把达西定律
推广到非饱和土壤水
我们看饱和和非饱和的达西定律
他们在形式上基本上是一样的
但是它的驱动力
我们看对于饱和来讲的话
它应该是压力和重力
而对于非饱和来讲的话
它是土水势 包括基质势
重力势等等
我们看在饱和达西定律里面
K值的话是一个常数
但是在非饱和达西定律里面
它是一个含水率或者说
它是一基质势的这样的一个函数
另外对于非饱和达西定律
里面的导水率
它要小于饱和的导水率
对于达西定律的话
我们也可以给它写成不同的形式
我们可以把导水率写成
含水量的函数
也可以写成基质势的函数
它的驱动力水力梯度
我们可以写成土水势的形式
也可以写成基质势的函数
对于它的水力梯度
我们可以写成总的
土水势的这种函数
也可以把它分解成基质势
重力势等等
在非饱和地下水达西定律的
分量形式里面
对于平面上的XY
那么它的驱动力只有基质势
在垂直的Z方向的话
除了基质势它还有重力势
这样在XY和Z方向
我们可以写到不同的
达西定律的形式
对于非饱和导水率同样的
我们可以采用控制一些负压
来得到不同稳定状态下的流量
从而推算不同的土壤含水率
所对应的非饱和导水率
另外我们还可以采用
这种瞬时剖面法
用不同时刻的土壤水分的剖面
再结合达西定律和水量平衡
来推求各个含水率
所对应的非饱和导水率
这张图的纵轴是非饱和导水率
它的横轴是土壤水的吸力
随着吸力的增加
土壤水含水率在不断的降低
那么我们可以看到非饱和
导水率呈现急剧下降的
这样的一个趋势
为什么非饱和导水率随着
含水率的降低而这么快速的减少
我们说主要可以归纳为三个原因
一个是在非饱和状态下
它的部分孔隙是充气的
这样随着含水率的降低
实际的过水断面在不断的减小
第二个随着含水率的降低
首先比较大的孔隙里面的水排出来
剩下的它是在比较小的这样的
一个孔隙当中会有水的流动
这时候那么水流的阻力会增加
实际的流速会变小
第三个方面我们说在
含水率降低以后
在这些小的孔隙里面
它的弯曲程度会呈现明显的增加
基于这三个原因
我们说非饱和导水率
它随着含水率的减少
而呈现一种急剧下降的趋势
对于非饱和导水率
随着土壤含水量它的这种变化规律
我们用一些数学模型来描述它
第一种模型的话是Mualem模型
是1976年提出的
它主要的是通过含水率和饱和
含水率的这种变化来反映非饱和
导水率和含水率的变化这种关系
另外一种模型的话
我们常用的话是1980年提出的
叫微机模型 它主要的是
通过水头水势来反映非饱和
导水率随着土壤水分的减少
它下降的这种趋势
另外我们也可以通过简单的
非饱和导水率和吸力的
这种指数关系
来反映非饱和导水率
随着含水率的下降它的减少
再有的话 我们还可以通过
土壤水分的其他参数
比如说比水容量和扩散率的
乘积来换算土壤水的非饱和
导水率 这样我们就学习
在各种力的驱动下
地下水它的运动规律
也就是达西定律
我们这节课就讲到这儿
-第一节 研究对象
-第一节 研究对象--作业
-第二节 研究意义
--1.2 研究意义
-第二节 研究意义--作业
-第三节 研究方法
--1.3 研究方法
-第四节 课程安排
--1.4 课程安排
-第一节 地下含水介质
-第1节 地下含水介质--作业
-第二节 地下水的形态
-第二节 地下水的形态--作业
-第三节 地下含水层与隔水层
-第三节 地下含水层与隔水层--作业
-第四节 地下水的赋存
-第四节 地下水的赋存--作业
-第五节 地下水的来源
-第五节 地下水的来源--作业
-第六节 地下水的分类
-第六节 地下水的分类--作业
-第一节 土壤水的形态
-第一节 土壤水的形态--作业
-第二节 土壤含水量的测量
-第二节 土壤含水量的测量--作业
-第三节 土壤水的能态
-第三节 土壤水的能态--作业
-第四节 土壤水分特征曲线
-第四节 土壤水分特征曲线--作业
-实验原理
--实验原理
-实验操作
--实验操作
-数据处理
--数据处理
-第一节 达西定律
--4.1 达西定律
-第一节 达西定律--作业
-第二节 土壤水运动中的达西定律
-第二节 土壤水运动中的达西定律--作业
-第一节 土壤水运动基本方程 Richards方程
-第一节 土壤水运动基本方程 Richards方程--作业
-第二节 Richards方程的求解
-第二节 Richards方程的求解--作业
-第一节 地下水运动基本方程
-第一节 地下水运动基本方程--作业
-第二节 承压水运动基本方程
-第二节 承压水运动基本方程--作业
-第三节 潜水运动基本方程
-第三节 潜水运动基本方程--作业
-第四节 地下水运动与土壤水运动的联系
-第四节 地下水运动与土壤水运动的联系--作业
-第一节 河渠间潜水稳定运动
-第一节 河渠间潜水稳定运动--作业
-第二节 承压地下水稳定运动
-第三节 非均质含水层的稳定运动
-第三节 非均质含水层的稳定运动--作业
-第四节 河渠附近非稳定运动
-第一节 井的类型
--8.1 井的类型
-第二节 承压完整井的稳定运动
-第三节 潜水完整井的稳定运动
-第四节 承压完整井的非稳定运动
-第五节 潜水完整井的非稳定运动
-第一节 地下水转化
-第一节 地下水转化--作业
-第二节 入渗过程
--9.2 入渗过程
-第二节 入渗过程--作业
-第三节 入渗模型
--9.3 入渗模型
-第四节 潜水蒸发
--9.4 潜水蒸发
-第四节 潜水蒸发--作业
-第五节 SPAC系统
-第一节 地下水补给
-第一节 地下水补给--作业
-第二节 地下水排泄和开采
-第二节 地下水排泄和开采--作业
-第三节 地下水均衡
-第三节 地下水均衡--作业
-第四节 地下水动态
-第四节 地下水动态--作业
-第一节 系统分解法
-第一节 系统分解法--作业
-第二节 稳定抽水试验
-第三节 Theis 非稳定流抽水试验
-第四节 Jacob非稳定流抽水试验
-第五节 水位的恢复试验
-第五节 水位的恢复试验--作业
-第六节 地下水参数确定方法总结
-第一节 地下水模型的构建
-第一节 地下水模型的构建--作业
-第二节 地下水模型的数值解法
-第二节 地下水模型的数值解法--作业
-第一节 地下水监测
-第一节 地下水监测--作业
-第二节 二氧化碳储存
-第三节 地下水污染与修复
-第三节 地下水污染与修复--作业
-第四节 地下水管理
-期末考试--作业
