降雨条件下大孔隙土体含水率变化规律研究
2021-10-28樊秀峰严佳捷吴振祥
水资源与水工程学报 2021年4期
关键词:优势
樊秀峰, 严佳捷, 吕 捷, 吴振祥
(1.福州大学 环境与资源学院, 福建 福州 350108; 2.地质工程福建省高校工程研究中心, 福建 福州 350108)
1 研究背景
降雨条件下优势流的运移对边坡稳定性的影响很大[1-2],优势流对边坡的影响与孔隙发育程度之间存在着密切的联系[3-4]。强降雨条件下的水流沿着由动物活动、植被根系生长等造成的随机分布的孔隙通道快速下渗,表现出优势渗流的非均匀性,其中土体不同深度含水率的时空演化规律各异[5-6],但目前降雨入渗补给土体的研究主要以均质性渗流为主[7-9],其分析结果与实际存在优势通道的边坡的渗流状态差异较大,说明均匀性渗流理论不适用于部分优势流特征明显的边坡渗流[3],所以开展边坡降雨入渗优势流研究极为必要。
目前优势流相关问题在土壤学中研究较多,主要集中于优势流形成机理与模型理论方面[10],其追踪土体内部渗流路径分布特征与水流的优先运移规律的方法主要通过室内土柱实验、染色示踪法[11-12]、数值模拟[13]等实现,如张家明等[14]、吴庆华等[15]、盛丰等[16]通过染色示踪试验跟踪分析了大孔隙非均匀优先流路径,针对优先流类型、发育程度及其影响因素等方面展开了研究;阙云等[17]、苏立君等[18]基于优势流传统模型理论(两域模型)结合运动波模型、分形理论,围绕不均匀入渗规律与水分非均匀迁移特性等内容进行了研究。优势流通道[19]形成机理复杂且涉及影响因素多,其土体含水率对优势流发育有着一定程度的影响,但对于大孔隙等通道引发优势渗流含水率变化方面的研究很有限,所以需要深入研究优势通道含水率的空间响应规律。……
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