胡五龙 刘国峰 晏石林 范严伟

∗(武汉理工大学绿色智能江海直达船舶与邮轮游艇研究中心,武汉 430070)

† (武汉理工大学理学院,武汉 430070)

∗∗(兰州理工大学能源与动力工程学院,兰州 730050)

引言

土壤是人类、植物及微生物维持生命活动所需水分及营养物质的重要来源[1];同时也是生态循环的主要组成部分[2].水在土壤孔隙中的分布直接影响土壤中物质,包括水、空气及其他有机或无机物质的存储及传输[3],并对土壤中微生物的活动范围及强度有着决定性的影响[1].

土壤中水分分布一直广受农业、环境、生态等领域研究人员的关注,并在不同角度不同尺度得到了大量的研究.例如周启友和岛田纯[4]通过野外观测及反演计算,探讨了土壤水在空间分布的非均质性及各向异性.张常亮等[5]通过对天然降雨入渗后黄土中不同深度土层体积含水率为期一年的监测数据进行分析,确定了黄土地区降雨入渗深度及浸润线以下水分迁移特点.杜娟等[6]采用野外观测手段研究了沙漠不同地形下土壤中水分时空变化特征,发现土壤渗透性与孔隙结构、有机质及水分分布有密切关系.这些研究加深了人们对土壤水分时空分布变异性及复杂性的理解,但大部分研究都是对宏观现象的描述,土壤中的所有物理过程及生化反应都发生在孔隙中,从孔隙尺度模拟非饱和土壤中水及溶质的分布,有助于对土壤中各过程和反应的理解.

土壤一般为非饱和状态……