摘 要：从分析土壤水分特征曲线的影响因子入手，通过结合现有国内、外研究成果，总结了几种典型的土壤水分特征曲线的模型，并且对它们进行了简单的对比分析。

关键词：土壤水分特征；典型；模型

中图分类号：S731 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170106001

引言

几十年来[1-6]，为了确定水分特征曲线人们不断投入精力发展相关的测定方法，从这些方法的类型来看主要为2类：直接测定法，如Brooks-Corey模型、vanGenuchten模型、Campbell模型、Mualem模型等，其中Brook-Corey模型和vanGenuchten模型得到了广泛应用；间接推求法，主要是通过估算土壤物理特性实现的。

1 土壤水分特征曲線的影响因子

1.1 质地

土壤质地对土壤水分特征曲线的影响在目前来看是最大的。土壤颗粒的粗细，决定了颗粒的表面积大小，颗粒越粗，它的表面积越大，形成的孔隙就会越大，这样的土壤对水的吸持能力就会明显减小。

1.2 结构

对土壤水分特征曲线的影响也很大的是土壤的结构。当土壤团聚比较好，同时数量较多的状态，曲线的表现为先平缓上升后急速上升。对水分特征曲线的影响，在土壤结构上分析主要是因为孔隙的状况的不同。

1.3 容重

水分特征曲线受容重的影响主要是因为容重增大时，土壤孔隙数量同时减少，从而导致饱和含水量降低，与此同时接近饱和含水量酸的斜率也会明显增大。

2 土壤水分特征曲线的模型类别

利用土水势和相对含水量的幂函数关系建立经验模型，此类有Rawls模型、Campbell模型等；采用最小二乘法回归模拟，主要通过土壤体积含水量与土壤的颗粒分布的关系来实现；采用经验物理模型的方法来实现，代表的有 Brooks-Corey模型等；通过土壤结构的自相似特性，来确定土壤结构分形维数，通过分型特征推导出的模型，包含有一定物理含义，如Tyler-Wheatcraft模型等。

2.1 土壤水分特征曲线利用土壤颗粒分布曲线计算

Arya-Paris标定参数模型首先分析土壤颗粒，再通过计算各个粒径范围内的含水量与相应吸力，从而确定整个范围的土壤含水量与吸力之间的关系，进而建立模型。

2.2 分行模型

分行模型是间接测定法中延伸出来的，是根据土壤结构的自相似特征，利用诸如Sierpinski地毯和Menger海绵模型进行描述。

通过对孔隙通道的自相似特征进行分析，Tyler和Wheatcraft推导出水分特性曲线模型，其中包含有孔隙通道分形维数，随后又基于Sierpinski地毯结构，推导出包含Sierpinski地毯分形维数的水分特性曲线模型，经验幂函数型的水分特性曲线模型与该模型一致。Rieu和Sposito通过孔隙体积的自相似特征，建立的土壤水分特性曲线模型，该模型是用孔隙体积分形维数表征。通过对Rieu和Sposito模型的进行改进，Perfect等推导出土壤水力特性参数分形描述模型，该模型是基于经验关系相似。

3 小结

不同的土壤水分特征模型有不同的适应土壤，对于土壤水分特征曲线模型选定要通过前期的研究区域的质地、结构和容重的实验观测的资料分析，在确定相关土壤性质以后再选定适合的土壤水分特征模型来拟合。

参考文献

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作者简介：唐凯（1982-），男，工程师，硕士，主要从事应用气象研究和天气预报服务工作。