[发明专利]一种降雨入渗补给地下水临界埋深计算方法

摘要

本发明涉及一种降雨入渗补给地下水临界埋深计算方法，包括：饱和入渗深度计算；饱和入渗深度之下非饱和入渗深度计算；水力传导计算分层内的湿润锋推移速度；判断推移速度是否大于零；计算土壤含水量；计算非饱和入渗深度；计算入渗深度。本发明通过分析降雨入渗补给地下水的作用机理，阐述降雨入渗补给地下水的物理过程，并定义了降雨入渗补给地下水的临界埋深；采用饱和与非饱和下渗理论，以湿润锋推移距离为计算目标，构建了降雨入渗深度计算模型确定地下水临界埋深。所述方法物理过程与作用机制明确，对地下水超采引发的可再生机制的破坏具有通用性，为指导地下水资源合理开发利用与地下水含水层保护提供可靠的理论与技术支撑。

主权项

一种降雨入渗补给地下水临界埋深计算方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：饱和入渗深度计算的步骤：用于对降雨入渗阶段土壤中的水分饱和入渗深度进行计算，计算公式为：，其中：——为饱和入渗过程中湿润锋位置，单位：米，——为降雨入渗量，单位：毫米，——土壤饱和含水量，cm??/cm??或用百分比表示，θ_i——土壤初始含水量，cm??/cm??或用百分比表示；饱和入渗深度之下非饱和入渗深度计算的步骤：用于对土壤分层，根据湿润锋推进速度，对土壤水再分配阶段非饱和入渗深度进行计算；水力传导计算分层内的湿润锋推移速度的步骤：用于通过公式计算第i层的湿润锋推移速度：，其中：K(θ_i‑1)——为第i减1层的土壤含水量为时的非饱和水力传导度，K(θ_i)——为第i层的土壤含水量为时的非饱和水力传导度，h_m,i——为第i层的基质势Ψ_m,i对应的当量水头,h_m,i‑1——为第i减1层的基质势Ψ_m,i‑1对应的当量水头,Δz——为各层土壤的厚度；判断推移速度是否大于零的步骤：用于判断湿润锋推移速度是否大于零，如果大于零则进入“计算土壤含水量的步骤”，如果小于等于零则进入“计算非饱和入渗深度的步骤”；计算土壤含水量的步骤：用于根据公式计算当前时刻湿润锋上部土壤含水量：，其中：θ_t——t时刻湿润锋上部的土壤含水量，θ_t‑1——t‑1时刻湿润锋上部的土壤含水量，H_t‑1——为t‑1时刻湿润层厚度，计算结束后，将i加1，并回到“饱和入渗深度之下非饱和入渗深度计算的步骤”；计算非饱和入渗深度的步骤：用于将各分层土壤厚度相加ΣΔz，形成非饱和入渗深度；计算入渗深度的步骤：用于将饱和入渗深度H_P与非饱和入渗深度ΣΔz相加，即为降雨入渗补给地下水临界埋深。