[发明专利]内陆河干旱区绿洲与过渡带边界地下水临界埋深计算方法

权利要求书

1.一种内陆河干旱区绿洲与过渡带边界地下水临界埋深计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：对实验区域的土壤水进行多点采样，收集土壤及气象相关参数；

步骤二：确定内陆河干旱区绿洲与过渡带边界水分驱动条件；

步骤三：确定内陆河干旱区潜水蒸发形成的潜水影响层内部水分分布曲线；

步骤四：计算潜水影响层厚度h₀；

步骤五：确定得到实验区域潜水蒸影响层水分分布曲线的参数；

步骤六：确定绿洲与过渡带边界潜水影响层与根系作用层重叠部分厚度m；

步骤七：确定绿洲与过渡带边界地下水临界埋深。

2.根据权利要求1所述的内陆河干旱区绿洲与过渡带边界地下水临界埋深计算方法，其特征在于，所述步骤一中的土壤及气象相关参数包括：多点采样取平均值获得潜水面以上的土壤含水率、土壤粒径、土壤孔隙度、降水参数。

3.根据权利要求2所述的内陆河干旱区绿洲与过渡带边界地下水临界埋深计算方法，其特征在于，所述步骤二中的内陆河干旱区绿洲与过渡带边界水分驱动条件确定方法：根据内陆河干旱区水文循环特点，分析平原区降水和潜水共同驱动下的生态圈层结构，绿洲植被生态需水中降水补给量P和潜水补给量Q关系为P/Q≤1；过渡带植被生态需水量中降水补给量P和潜水补给量Q关系为P/Q≥1；因此确定绿洲和过渡带边界植被生态需水量临界水文条件为降水补给量P和潜水补给量Q相等，计算公式如下：

P＝Q。

4.根据权利要求3所述的内陆河干旱区绿洲与过渡带边界地下水临界埋深计算方法，其特征在于，所述步骤三中分布曲线确定方法：潜水影响层内水分运移驱动力为毛管力，阻抗为重力，土壤毛管水运动的特征函数ω(h)符合“倒S”型曲线，用如下公式表达：

h_D＝h₀/2；

式中：ω为潜水影响层内部土壤含水率；ω₀为土壤初始含水率；ω_s为土壤饱和含水率；h为潜水影响层任意某处距离潜水面的高度；α为毛管力强度系数，与土壤粒径和孔隙特征有关；h₀为潜水影响层厚度；h_D为潜水影响层水分分布曲线转折点处距离潜水面高度。

5.根据权利要求4所述的内陆河干旱区绿洲与过渡带边界地下水临界埋深计算方法，其特征在于，所述步骤四中潜水影响层厚度h₀的计算方法为：潜水影响层是潜水在毛管力作用下形成的，因此可用最大毛管水上升高度的理论公式计算：

式中：T为土壤水温度；σ为土壤水的表面张力，ρ为土壤水的密度g为重力加速度。

6.根据权利要求5所述的内陆河干旱区绿洲与过渡带边界地下水临界埋深计算方法，其特征在于，所述步骤五中实验区域潜水蒸影响层水分分布曲线的参数确定方法：利用实测的土壤水参数对研究区潜水影响层水分分布曲线参数进行求解，得到研究区初始含水率5％，饱和含水率38％，潜水影响层1.29m，毛管力强度系数3.168，从而确定研究区的潜水影响层水分分布曲线如下：

7.根据权利要求6所述的内陆河干旱区绿洲与过渡带边界地下水临界埋深计算方法，其特征在于，所述步骤六中绿洲与过渡带边界潜水影响层与根系作用层重叠部分厚度m的确定方法为：对潜水影响层水分分布曲线积分，得到潜水补给植被的水量，利用边界水文条件，已知降水量P可以反求确定绿洲与过渡带边界潜水影响层与根系作用层重叠部分厚度m计算公式如下：

8.根据权利要求7所述的内陆河干旱区绿洲与过渡带边界地下水临界埋深计算方法，其特征在于，所述步骤七中绿洲与过渡带边界地下水临界埋深的确定方法：潜水影响层厚度和跟系作用层厚度之和减去二者重叠部分的厚度即绿洲与过渡带边界地下水临界埋深h₁：

h₁＝h₀+D-m；

式中：h₁为绿洲与过渡带边界地下水临界埋深；h₀为潜水影响层厚度；D为根系作用层厚度。