[发明专利]一种基于环刀土样上渗过程的土壤水力学特性预测方法

权利要求书

1.一种基于环刀土样上渗过程的土壤水力学特性预测方法，其特征在于，执行如下步骤，实现对环刀土样的土壤水力学特性预测；

步骤A.针对环刀土样对应恒定下边界水头h_p下均质干土一维水分上渗过程，记录获得环刀土样累计入渗量I随累计时长t的变化关系，土壤中湿润锋前进距离到达环刀土样表面时的累计时长t_e，以及测量获得环刀土样的饱和导水率K_s，然后进入步骤B；

步骤B.根据环刀土样累计入渗量I随累计时长t的变化关系，获得累计时长t_e所对应的累计入渗量I_te、以及土壤中湿润锋前进距离z_fte，并获得z_fte与I_te的比值，构成环刀土样土壤湿润区含水量的平均增长量U，然后进入步骤C；

步骤C.根据环刀土样的土壤饱和含水量θ_s、土壤初始含水量θ_i、土壤残余含水量θ_r，结合环刀土样土壤湿润区含水量的平均增长量U，按如下公式：

获得环刀土样土壤水分剖面的形状系数a，然后进入步骤D；

步骤D.根据环刀土样土壤水分剖面的形状系数a，获得环刀土样的土壤孔隙尺寸分布指数n，然后进入步骤E；

步骤E.根据环刀土样的土壤孔隙尺寸分布指数n、环刀土样的饱和导水率K_s，结合环刀土样的土壤饱和含水量θ_s、土壤初始含水量θ_i、土壤残余含水量θ_r、以及环刀土样土壤水分剖面的形状系数a，获得环刀土样的有效饱和导水率K_e，然后进入步骤F；

步骤F.根据环刀土样的有效饱和导水率K_e、以及环刀土样累计入渗量I随累计时长t的变化关系，获得环刀土样的吸渗率s，然后进入步骤G；

步骤G.根据环刀土样的吸渗率s、环刀土样的土壤孔隙尺寸分布指数n、环刀土样的土壤饱和含水量θ_s、环刀土样的土壤初始含水量θ_i、环刀土样的饱和导水率K_s、以及恒定下边界水头h_p，按如下公式：

获得环刀土样的土壤进气吸力值h_d，其中，m＝3n+2。

2.根据权利要求1所述一种基于环刀土样上渗过程的土壤水力学特性预测方法，其特征在于：所述步骤E中，根据环刀土样的土壤孔隙尺寸分布指数n、环刀土样的饱和导水率K_s，结合环刀土样的土壤饱和含水量θ_s、土壤初始含水量θ_i、土壤残余含水量θ_r、以及环刀土样土壤水分剖面的形状系数a，按如下公式：

获得环刀土样的有效饱和导水率K_e，其中，m＝3n+2。

3.根据权利要求1所述一种基于环刀土样上渗过程的土壤水力学特性预测方法，其特征在于：所述步骤F中，根据环刀土样的有效饱和导水率K_e、以及环刀土样累计入渗量I随累计时长t的变化关系，按如下公式：

执行拟合操作，获得环刀土样的吸渗率s。

4.根据权利要求1所述一种基于环刀土样上渗过程的土壤水力学特性预测方法，其特征在于：所述步骤D中，根据环刀土样土壤水分剖面的形状系数a，结合如下公式：

应用不动点迭代算法，获得环刀土样的土壤孔隙尺寸分布指数n。