水分持留曲线

有多种模型可以用来描述水分持留曲线的形状，其中一种是van Genuchten模型：[1]

${\displaystyle \theta (\psi )=\theta _{r}+{\frac {\theta _{s}-\theta _{r}}{\left[1+(\alpha |\psi |)^{n}\right]^{1-1/n}}}}$

其中

${\displaystyle \theta (\psi )}$ 是水分持留曲线[L³L⁻³]；

${\displaystyle |\psi |}$是吸水压力([L]，cm水柱)；

${\displaystyle \theta _{s}}$是饱和水含量[L³L⁻³]；

${\displaystyle \theta _{r}}$残余水含量[L³L⁻³];

${\displaystyle \alpha }$与进气吸力的倒数有关，${\displaystyle \alpha >0}$ ([L⁻¹], or cm⁻¹)；

${\displaystyle n}$是孔隙大小分布的一个相关量，${\displaystyle n>1}$ (无量纲)。

基于上述参数化方式，我们构建了一个能够对不饱和导水率-饱和-压力关系作出预测的模型。[2]

1907年，物理学家埃德加·白金漢姆（Edgar Buckingham）利用从砂土到黏土质地各不相同的六种土壤，建立了第一条水分持留曲线。[2]实验所用土壤柱有48英寸高，在距离土壤柱地段2英寸的位置，通过周期性地利用侧管补充水分，保持了一个稳定的水位。土壤柱的上端是封闭的以防止蒸发。

范格魯切騰（Van Genuchten）参数（${\displaystyle \alpha }$和${\displaystyle n}$）可以通过田间或室内实验来确定。一种方法是瞬时剖面法，[3]利用该方法可以测定在一系列吸水压力${\displaystyle \psi }$下的土壤含水量${\displaystyle \theta }$ （或有效饱和度${\displaystyle Se}$）。由于该方程的非线性特征，诸如非线性最小二乘法等数学技巧能够用来解出范格魯切騰参数。[4]被估计参数的精确度取决于已有数据集（${\displaystyle \theta }$和${\displaystyle \psi }$）的质量。

1. van Genuchten, M.Th. (PDF). Soil Science Society of America Journal. 1980, 44 (5): 892–898 [2016-11-01]. doi:10.2136/sssaj1980.03615995004400050002x. （原始内容 (PDF)存档于2013-06-18）.
2. Buckingham, Edgar, , Bureau of Soils, Bulletin 38, Washington, D.C.: U.S. Department of Agriculture, 1907
3. Watson, K.K.. . Water Resources Research. 1966, 2 (4): 709–715. Bibcode:1966WRR.....2..709W. doi:10.1029/WR002i004p00709.
4. Chou, T.K. (PDF). www.cmcsjc.com. 2016,. January: 1–5. （原始内容 (PDF)存档于2016-03-04）.

• SWRC Fit （页面存档备份，存于）