非饱和土降雨入渗解析解与参数敏感性分析

"非饱和土降雨入渗的解析及参数敏感性分析" 本文主要探讨了非饱和土在降雨入渗过程中的理论研究，特别关注了降雨入渗的解析解以及参数对其影响的敏感性分析。作者吴礼舟基于Srivastava和Yeh提出的假设，即含水量和渗透系数是压力水头Ψ的指数函数，利用傅立叶积分变换方法，解决了Richards方程的一维和二维非饱和土降雨入渗问题。 Richards方程是描述非饱和土中水分运动的基本方程，它考虑了土壤的吸力、含水量和时间的关系。通过傅立叶变换，作者能够得到该方程的解析解，这对于理解和预测非饱和土在降雨条件下的水分动态变化具有重要意义。解析解的获得使得我们能够更直观地理解降雨入渗过程中土壤水分状态的变化规律。 在参数敏感性分析部分，作者选取了一维非饱和土渗流模型作为例子，研究了Richards方程中的关键参数，包括降雨强度q、饱和导水率ks、饱和-非饱和关系的指数α以及饱和含水量θs与残余含水量θr，对孔隙水压力和含水量分布的影响。结果表明，非饱和土的类型对入渗过程有很大影响，例如粘土的基质吸力消散速度较慢，这会影响水分在土壤中的移动和储存。此外，降雨强度直接影响非饱和土孔隙水压力的分布，强度越大，入渗速度越快，对土壤水分状况的影响也越大。 关键词涵盖了非饱和土、降雨入渗、Richards方程、解析解和傅立叶积分变换，这些都是本文研究的核心内容。这些研究对于地质灾害防治、农田水利、环境科学等领域都具有实际应用价值，因为它们帮助我们更好地预测和管理土壤水分状态，特别是在应对气候变化和极端降雨事件时。 这篇论文深入探讨了非饱和土降雨入渗的理论基础，通过解析解的建立和参数敏感性分析，揭示了降雨入渗过程的关键因素及其相互作用，为实际工程和科学研究提供了理论支持。