常温土壤导热系数模型评价及改进
2021-05-07桂金鹏许晖程
节水灌溉 2021年4期
关键词:模型
熊 坤,桂金鹏,许晖程,晋 华
(太原理工大学水利科学与工程学院,太原030024)
0 引 言
土壤层作为地球关键带的重要组成部分,是控制地球关键带中物质、能量流动与转化的重要通道[1]。土壤导热系数作为土壤的一种基础热物性参数,其大小表征了土壤传递热流的能力,是地球关键带中污染物运移、水分和热量传输等物质和能量交换计算中的重要参数,是土壤导热规律及热环境变化规律的重要研究内容,它在浅层地温能开发、污染防治、冻土工程、水热变化过程等工程和科学研究中发挥着重要作用[2-5]。土壤导热系数的大小主要受土壤含水率、温度、孔隙率、含盐成分及含量以及土壤质地等多因素影响[6-12]。准确地测量土壤导热系数需要较为精准的测量仪器,而且需要耗费大量的时间和精力,但测量结果不具有广泛的代表性。因此,许多学者在模型推求土壤导热系数方面做了大量工作[13-17]。虽然通过模型计算的土壤导热系数简单易得,但模型样本数据较少、参数众多,并且用于模型验证的土壤质地较少,因此开展不同土样的模型验证就显得的十分重要。鉴于此,本文以工程中常用的沙土和黏土为研究对象,对目前应用相对较多的Campbell[14]、Johansen[18]、Côté-Konrad[19]和Lu-Ren[20]导热系数计算模型进行分析验证,给出了4种模型的适用范围。并利用1stOpt 软件对Campbell 这一导热系数经验模型的参数进行多参数迭代拟合计算,对Campbell 模型的参数进行了改进,给出了改进后的经验参数,同时对改进后的经验公式进行分析、验证,以期提高模型对沙土和黏土的适用性,为实际工程服务。……
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