RETC推求土壤水动力学参数的室内试验研究_王薇

第31卷第1期2008年1月

河北农业大学学报

JOURNAL OF AGRICU LT URAL UNIVERSI TY OF HEBEI

Vol . 31No . 1Jan . 2008

文章编号:1000-1573(2008) 01-0099-04

①

RETC 推求土壤水动力学参数的室内试验研究

王　薇, 　孟　杰, 　虎胆·吐马尔白

(新疆农业大学水利与土木工程学院, 新疆乌鲁木齐830052)

摘要:本研究采用间接方法, 由土壤的颗粒组成和容重利用RET C 软件推导出实验土壤的土壤水分曲线方程和土壤水分传导率方程, 并用室内试验结果进行验证。结果表明, 土壤含水量和土壤水分传导率的计算值与试验实测值误差较小, RET C 用于计算试验区的土壤水动力学参数是可靠的。关　键　词:土壤水动力学参数; RET C ; Van -Genuchten 模型中图分类号:S 152. 7

文献标识码:A

Research on experiments of soil hydrodynamic

parameters reduction by RETC

WAN G Wei , MEN G Jie , H UDAN Tu marbay

(College of Hydraulic and Civil Engineering , Xinjiang Ag ricultural U niv ersity , U lumqi 830052, China )

Abstract :RETC softw are is used to deduce the soil hy drodynamic parameters based on composition of soil particles and bulk density , and the data obtained are lab tested . The test results indicate that there is relatively very little difference between the calculated and the actual values in term s of soil water content and soil w ater infiltration rate ; therefore , it is reliable to use RETC to deduce soil hy -drody namic parameters . Key words :soil hydrody namic parameters ; RETC ; Van -Genuchten model 　　在实际中, 由于土壤水动力学参数如饱和含水率, 非饱和导水率和土壤水分特征曲线的田间资料很难直接获取[1]。常用的最小二乘法拟和常常会遇到求解停止或者参数为负的问题。国内外的学者也提出了一些改进方法, 这些改进方法要么需要借助土壤入渗试验, 要么其算法程序需要使用者自己编程, 较为费时、费力、利用效率低。以上的求参方法都是由实测土壤含水数据而得到的。土壤转换函数法是用统计模型由土壤基本性质预测土壤水动力学参数的方法, 即由已知的土壤水动力学参数集合与之对应的土壤基本理化性质建立多元回归方程,

用此回归方程可由土壤基本理化性质预测土壤的水分运动参数。目前常用的土壤转换函数软件为Simunek 和Van -Genuchten 等编制的RECT 软件[4]。它提供了非常快捷的土壤转换函数功能。可以由土壤质地等级或沙粒、粉粒、粘粒的百分含量以及容重等条件就可以获得Van -Genuchten 模型中的5个参数。有了这5个参数就可以很方便的得到土壤水分特征曲线θ(h ) 和土壤水传导率方程K (h ) , 然后再对土壤水分特征曲线方程θ(h ) 求导, 可得到土壤比水容方程C (h ) , 由D (h ) =K (h ) /C (h ) 可推导出土壤水扩散率方程。还可以

[2-3]

①收稿日期:2007-11-05

基金项目:国家自然科学基金项目(50669007) ; 新疆维吾尔自治区高校科研计划创新群体基金资助(X JEDU2005G 02) ;

新疆水利水电工程重点学科资助

作者简介:王　薇(1982-) , 新疆昌吉人, 在读硕士研究生, 主要从事土壤水及节水灌溉理论. -, , .

100　　　　　

河北农业大学学报第31卷

运用土壤水分特征曲线方程计算出土壤水分的一系列的常数, 如土壤饱和含水量(h =0cm H 2O ) 、土壤田间持水量(h =-300cm H 2O ) 、土壤凋萎含水量(h =-15000cm H 2O ) 等。

USSL (美国盐改中心) 开发的软件RETC 可以实现非常快捷的土壤转换函数功能, 在操作界面(见图1) 输入由土壤质地, 即由土壤砂粒粉粒粘粒的百

分含量以及土壤容重等土壤物理性质数据, 就可以直接输出Van -Genuchten 模型和土壤导水率模型中的5个参数

。

1　用RETC 测定结果

1. 1　RETC 操作界面

图1　RETC 操作界面

Fig . 1　The o perating interface of RETC

1. 2　土壤机械组成和容重的测定结果

对试验地区0～20cm 和20～40cm 深度的土壤采样(编号A 、B ) , 测定其机械组成和容重, 结果见

表1。通过查土壤质地的三角图(美国制) 可知, A

和B 均为为粉沙壤土。

[5]

表1　试验土壤机械组成和容重

Table 1　Partiele size composition and bulk density of tested soil

编号No . A B

沙粒/%Sand 8. 36. 3

粉粒/%

Silt 78. 478. 7

粘粒/%

Clay 13. 315. 0

干容重/(g ·cm -3)

Dry unit w eight

1. 421. 38

1. 3　土壤动力学参数模型的5个拟和参数的推导

由表1的土壤机械组成和容重, 应用软件

RETC , 就可以得到Van -Genuchten 模型和土壤导水率模型中的5个参数。结果见表2。

表2　5个参数一览表

Table 2　The param eters of predicted by RECT

编号N o . A B

残留含水率θr /(cm 3cm -3) Residual wa ter content

0. 06420. 0689

饱和含水率θs /

(cm 3cm -3)

Saturated water co ntent

0. 42690. 4437

参数α/

(cm -1) Parameter 0. 00540. 0054

参数n

Parame ter n 1. 66171. 6603

参数K s (cm ·d -1)

Parame ter K s

24. 4424. 51

　　将这些参数带入Van -Genuchten 模型, 即可根据不同的负压值来计算相应的含水率

θθs -r

θn

[1+ αh ]

m

+θr

　第1期　　　王　薇等:RETC 推求土壤水动力学参数的室内试验研究

101

用室内试验得到的饱和水力传导度和持水数据(θ, h ) , 就可以得到Mualem (1984) 模型的非饱和水力传导度

m 2

θθ-θr r K (θ) =K s 11θθs -r s r

式中:K s 饱和水力传导度, θ含水率; θr 残留含

1

1

在众多的表征土壤水分特征曲线的经验公式中, 常用的为Van -Genuchten 模型[6], 根据土壤水分含量和土壤水势的一一对应关系, 应用最小二乘

法拟和出Van -Genuchten 模型中的θ、n 4r 、θs 、α个参数(见表3) 。

表3　θ、n 的拟和值r 、θs 、α

Table 3　The parameters of θ、n r 、θs 、α

f itted by measured data

残留含水率θr /

编号No . A B

(cm ·cm

3

-3

水率(cm /cm ) , θs 饱和含水率(cm /cm ) , h 负压

(cm H 2O ) , 为表示土壤特征曲线的参数。

有了土壤含水曲线, 导水率就可以建立土壤水分运动方程, 对土壤水分运动规律进行研究。

3333

饱和含水率θs /(c m 3·cm -3) Satuated

water c o ntent 0. 4320. 445

)

参数α/(c m -1) Parameter 0. 0060380. 005496

参数n Parame t e r n 1. 90875012. 0021667

2　土壤水动力学参数的室内试验验证

2. 1　材料及方法

试验土壤取自新疆昌吉玛纳斯农田田间耕作层

土壤

。该地区位于新疆腹地, 为典型的大陆性气候。室内试验在新疆农业大学水利与土木工程学院农业水土研究试验室完成。试验室采用土壤水分特征曲线(图2) 测定土壤水分特征曲线

, 用垂直土柱上渗试验装置(图3) 测定土壤导水率。

Resi dual

water content

0. 1000. 150

　　土壤水分运动所遵循的基本规律是达西定律和

质量守恒定律, 基本方程是两者的结合。在实际应用中, 可以不使用基本方程而是直接应用达西定律和质量守恒原理解决问题。土壤水分运动参数的测定就是利用达西定律和质量守恒原理进行测定和推导的[7-8]

在非饱和条件下, 水分垂直向上蒸发移动, 若设q z 为z 方向的通量, 则土体中任意高度z 的通量q , 可以根据土体中容积含水量θ(z , t ) 的分布计算出来

即

图2　土壤水分特征曲线仪

Fig . 2　Soil moisture characteristic curve measuring instrument

或者

　　　　=-dt t

z 0

q (z , t )=-θ(z , t ) dt

t 0

z

式中的z 为高度, q 为通量(cm /d ) 。

土壤导水率k (θ) 由达西定律求得:q (z , t ) =

-k (θ式中, φ等于基质势φm 和重力势之和。d z

在实验中取马氏瓶中一系列的z 断面, 分别求出平均q , 值, 便可得K ～θ曲线。z 和θ2. 3　推导结果和实测结果的比较

试验土样的土壤水分含量和导水率的实测值和计算值比较结果见图4、5。图例中C 代表参数推导结果的计算值(Calculated values ) , m 代表实测值(Measured values ); A 、B 代表试验土壤编号。

图3　土壤导水率测定仪

Fig . 3　Soil hydraulic conductivity measuring instrument

2. 2　土壤水特征曲线的拟合与土壤导水率的计算

102　　　　　

河北农业大学学报第31卷

图4　土壤含水量计算值和实测值的比较

Fig . 4　The comparison of the water content values fro m calculation and

measure

图5　土壤导水率计算值和实测值的比较Fig . 5　The comparison of the conductivity values from calculation and measure

　　从图4、图5可以清楚地看到, 试验土壤在不同水势条件下土壤水分含量的计算值和实测值重合的程度不同。土壤含水率的实测值与计算值在低水势

的情况下吻合较好, 而土壤导水率的实测值和计算值在高水势的情况下吻合较好。

土壤水动力学的模型是非线形的, 在应用中通常用剩余标准差方法做为非线形模型的适合性的检验类似的统计量。比较方法是以实测值为真值, 计算土壤水分含量和导水率的剩余标准差S (θ) 和S (K ) (结果见表4) , 其中如果剩余标准差越接近0, 则说明适合程度越好。

表4　土壤含水率和导水率的剩余标准差

Table 4　The residual standard deviation of caculated

soil hydraulic parameters 编号No . A B

含水率标准差S (θ) Standard deviation of water content 0. 0223980. 009161

导水率标准差S (K )

S tandard deviation of hydraulic conductivity

1. 444721. 85627

3　结论

由于土壤质地和容重的相对稳定性, 利用

RETC 软件由土壤的机械组成和容重推导出的土壤水动力学参数(土壤水分特征曲线和土壤导水率) 与实测结果间的误差较小。所以, 在土壤质地和容重相对稳定的区域内, 只要选取足够多的土壤样品进行土壤机械组成和容重的分析, 由土壤转换函数转换而得来得土壤水动力学参数还是比较可靠的。RETC 软件作为土壤水动力学参数推导的有力工具可直接使用, 也可作为一个辅助的验证手段, 在利用直接法推求土壤水动力学参数的试验中, 检验试验的准确程度。参考文献:

[1]　李保国, 龚元石, 左强, 等. 农田土壤水的动态模型及运

用[M ]. 北京:科学出版社, 2000.

[2]　Tuller M , Or D . Unsatura ted hydraulic conductivity of

structured prous media :a review of liquid co nfiguration -based mo dels [J ]. V adose Zone Journal , 2002(1) :14-37.

　　从表中可以看出土壤含水率的剩余标准差较小, 且基本等于0; 土壤导水率的剩余标准差均小于2。土壤含水率的计算值相对于土壤导水率的计算值与实测值的吻合程度更高。

(下转第106页)

106　　　　　

河北农业大学学报

参考文献:

第31卷

[1]　浙江大学建筑工程学院, 浙江大学建筑设计研究院. 空

间结构[M ]. 北京:中国计划出版社, 2003.

[2]　张年文, 董石麟, 黄飞业, 等. 考虑几何非线性影响的单

层网壳优化设计[J ]. 空间结构, 2003, 9(1) :31-34. [3]　顾磊, 董石麟. 叉筒网壳的建筑造型、结构形式与支承

方式[J ]. 空间结构, 1999, 5(3) :3-11.

图8　f =0. 5时网壳的变形图Fig . 8　Conf iguration of the structure abo ut f =0. 5

[4]　马焕凤. 单层两向柱面正交异型网壳的内力分析和非

线性稳定研究[D ]. 保定:河北农业大学, 2002. [5]　任小强. 带边桁架单层柱面正交异型网壳的静力特性

分析[J ]. 河北农业大学学报, 2002, 25(3) :96-101. [6]　孙建恒. 单层网壳非线性稳定分析的修正切线刚度矩

阵[J ]. 结构工程学报, 1990, 1(3/4) :84-93. [7]　沈世钊, 陈昕. 网壳结构稳定性[M ]. 北京:科学出版

社, 1999.

[8]　陈昕. 空间网格结构全过程分析及单层鞍形网壳的稳

定性[D ]. 哈尔滨:哈尔滨建筑工程学院, 1990.

3　结论

矢跨比对单层网壳的稳定性能、刚度及失稳开始区域有很大影响。而单层网壳的极限承载力是由其稳定性能决定的, 所以选择合理的矢跨比是单层网壳设计的主要内容。通过前述分析, 对于4点支承的单层柱面叉筒网壳, 本文建议其较优矢跨比应在20%左右。

(编辑:张月清)

(上接第102页)

[3]　Schaap M G , Leij F J , V an genuchten M T h . N eural

network Analysis for hierarchical Prediction of soil water retention and saturated hydraulic conductivity [J ]. Soil Sci . Soc . Am . 1998, 62:847-855.

[4]　Van Genuchten , M T h , Leij F J , et al . T he RETC

Code fo r quantifying thehydraulic functions of unsaturated soils [J ]. Califo rnia :U . S . Salinity Labo rato ry , 1999:4-41.

[5]　黄昌勇. 土壤学[M ]. 北京:中国农业出版社, 2000:98

-118.

[6]　Van Genuchten M T h . A closed -from equation for pre -dicting the hy draulic conductivity of unsaturated soils [J ]. Soil Sci . Soc . A m , 1980, 44:892-898.

[7]　邵明安, 黄明斌. 根系系统水动力学[M ]. 西安:陕西

科学技术出版社, 2000:17-106.

[8]　杨文治, 邵明安. 黄土高原土壤水分研究[M ]. 北京:

科学技术出版社, 2000:134-196.

[9]　魏义长, 刘作新, 康玲玲, 等. 辽西褐土土壤水动力学参

数的推导和验证[J ]. 水利学报, 2004(11) :109-116.

(编辑:张月清)

第31卷第1期2008年1月

河北农业大学学报

JOURNAL OF AGRICU LT URAL UNIVERSI TY OF HEBEI

Vol . 31No . 1Jan . 2008

文章编号:1000-1573(2008) 01-0099-04

①

RETC 推求土壤水动力学参数的室内试验研究

王　薇, 　孟　杰, 　虎胆·吐马尔白

(新疆农业大学水利与土木工程学院, 新疆乌鲁木齐830052)

摘要:本研究采用间接方法, 由土壤的颗粒组成和容重利用RET C 软件推导出实验土壤的土壤水分曲线方程和土壤水分传导率方程, 并用室内试验结果进行验证。结果表明, 土壤含水量和土壤水分传导率的计算值与试验实测值误差较小, RET C 用于计算试验区的土壤水动力学参数是可靠的。关　键　词:土壤水动力学参数; RET C ; Van -Genuchten 模型中图分类号:S 152. 7

文献标识码:A

Research on experiments of soil hydrodynamic

parameters reduction by RETC

WAN G Wei , MEN G Jie , H UDAN Tu marbay

(College of Hydraulic and Civil Engineering , Xinjiang Ag ricultural U niv ersity , U lumqi 830052, China )

Abstract :RETC softw are is used to deduce the soil hy drodynamic parameters based on composition of soil particles and bulk density , and the data obtained are lab tested . The test results indicate that there is relatively very little difference between the calculated and the actual values in term s of soil water content and soil w ater infiltration rate ; therefore , it is reliable to use RETC to deduce soil hy -drody namic parameters . Key words :soil hydrody namic parameters ; RETC ; Van -Genuchten model 　　在实际中, 由于土壤水动力学参数如饱和含水率, 非饱和导水率和土壤水分特征曲线的田间资料很难直接获取[1]。常用的最小二乘法拟和常常会遇到求解停止或者参数为负的问题。国内外的学者也提出了一些改进方法, 这些改进方法要么需要借助土壤入渗试验, 要么其算法程序需要使用者自己编程, 较为费时、费力、利用效率低。以上的求参方法都是由实测土壤含水数据而得到的。土壤转换函数法是用统计模型由土壤基本性质预测土壤水动力学参数的方法, 即由已知的土壤水动力学参数集合与之对应的土壤基本理化性质建立多元回归方程,

用此回归方程可由土壤基本理化性质预测土壤的水分运动参数。目前常用的土壤转换函数软件为Simunek 和Van -Genuchten 等编制的RECT 软件[4]。它提供了非常快捷的土壤转换函数功能。可以由土壤质地等级或沙粒、粉粒、粘粒的百分含量以及容重等条件就可以获得Van -Genuchten 模型中的5个参数。有了这5个参数就可以很方便的得到土壤水分特征曲线θ(h ) 和土壤水传导率方程K (h ) , 然后再对土壤水分特征曲线方程θ(h ) 求导, 可得到土壤比水容方程C (h ) , 由D (h ) =K (h ) /C (h ) 可推导出土壤水扩散率方程。还可以

[2-3]

①收稿日期:2007-11-05

基金项目:国家自然科学基金项目(50669007) ; 新疆维吾尔自治区高校科研计划创新群体基金资助(X JEDU2005G 02) ;

新疆水利水电工程重点学科资助

作者简介:王　薇(1982-) , 新疆昌吉人, 在读硕士研究生, 主要从事土壤水及节水灌溉理论. -, , .

100　　　　　

河北农业大学学报第31卷

运用土壤水分特征曲线方程计算出土壤水分的一系列的常数, 如土壤饱和含水量(h =0cm H 2O ) 、土壤田间持水量(h =-300cm H 2O ) 、土壤凋萎含水量(h =-15000cm H 2O ) 等。

USSL (美国盐改中心) 开发的软件RETC 可以实现非常快捷的土壤转换函数功能, 在操作界面(见图1) 输入由土壤质地, 即由土壤砂粒粉粒粘粒的百

分含量以及土壤容重等土壤物理性质数据, 就可以直接输出Van -Genuchten 模型和土壤导水率模型中的5个参数

。

1　用RETC 测定结果

1. 1　RETC 操作界面

图1　RETC 操作界面

Fig . 1　The o perating interface of RETC

1. 2　土壤机械组成和容重的测定结果

对试验地区0～20cm 和20～40cm 深度的土壤采样(编号A 、B ) , 测定其机械组成和容重, 结果见

表1。通过查土壤质地的三角图(美国制) 可知, A

和B 均为为粉沙壤土。

[5]

表1　试验土壤机械组成和容重

Table 1　Partiele size composition and bulk density of tested soil

编号No . A B

沙粒/%Sand 8. 36. 3

粉粒/%

Silt 78. 478. 7

粘粒/%

Clay 13. 315. 0

干容重/(g ·cm -3)

Dry unit w eight

1. 421. 38

1. 3　土壤动力学参数模型的5个拟和参数的推导

由表1的土壤机械组成和容重, 应用软件

RETC , 就可以得到Van -Genuchten 模型和土壤导水率模型中的5个参数。结果见表2。

表2　5个参数一览表

Table 2　The param eters of predicted by RECT

编号N o . A B

残留含水率θr /(cm 3cm -3) Residual wa ter content

0. 06420. 0689

饱和含水率θs /

(cm 3cm -3)

Saturated water co ntent

0. 42690. 4437

参数α/

(cm -1) Parameter 0. 00540. 0054

参数n

Parame ter n 1. 66171. 6603

参数K s (cm ·d -1)

Parame ter K s

24. 4424. 51

　　将这些参数带入Van -Genuchten 模型, 即可根据不同的负压值来计算相应的含水率

θθs -r

θn

[1+ αh ]

m

+θr

　第1期　　　王　薇等:RETC 推求土壤水动力学参数的室内试验研究

101

用室内试验得到的饱和水力传导度和持水数据(θ, h ) , 就可以得到Mualem (1984) 模型的非饱和水力传导度

m 2

θθ-θr r K (θ) =K s 11θθs -r s r

式中:K s 饱和水力传导度, θ含水率; θr 残留含

1

1

在众多的表征土壤水分特征曲线的经验公式中, 常用的为Van -Genuchten 模型[6], 根据土壤水分含量和土壤水势的一一对应关系, 应用最小二乘

法拟和出Van -Genuchten 模型中的θ、n 4r 、θs 、α个参数(见表3) 。

表3　θ、n 的拟和值r 、θs 、α

Table 3　The parameters of θ、n r 、θs 、α

f itted by measured data

残留含水率θr /

编号No . A B

(cm ·cm

3

-3

水率(cm /cm ) , θs 饱和含水率(cm /cm ) , h 负压

(cm H 2O ) , 为表示土壤特征曲线的参数。

有了土壤含水曲线, 导水率就可以建立土壤水分运动方程, 对土壤水分运动规律进行研究。

3333

饱和含水率θs /(c m 3·cm -3) Satuated

water c o ntent 0. 4320. 445

)

参数α/(c m -1) Parameter 0. 0060380. 005496

参数n Parame t e r n 1. 90875012. 0021667

2　土壤水动力学参数的室内试验验证

2. 1　材料及方法

试验土壤取自新疆昌吉玛纳斯农田田间耕作层

土壤

。该地区位于新疆腹地, 为典型的大陆性气候。室内试验在新疆农业大学水利与土木工程学院农业水土研究试验室完成。试验室采用土壤水分特征曲线(图2) 测定土壤水分特征曲线

, 用垂直土柱上渗试验装置(图3) 测定土壤导水率。

Resi dual

water content

0. 1000. 150

　　土壤水分运动所遵循的基本规律是达西定律和

质量守恒定律, 基本方程是两者的结合。在实际应用中, 可以不使用基本方程而是直接应用达西定律和质量守恒原理解决问题。土壤水分运动参数的测定就是利用达西定律和质量守恒原理进行测定和推导的[7-8]

在非饱和条件下, 水分垂直向上蒸发移动, 若设q z 为z 方向的通量, 则土体中任意高度z 的通量q , 可以根据土体中容积含水量θ(z , t ) 的分布计算出来

即

图2　土壤水分特征曲线仪

Fig . 2　Soil moisture characteristic curve measuring instrument

或者

　　　　=-dt t

z 0

q (z , t )=-θ(z , t ) dt

t 0

z

式中的z 为高度, q 为通量(cm /d ) 。

土壤导水率k (θ) 由达西定律求得:q (z , t ) =

-k (θ式中, φ等于基质势φm 和重力势之和。d z

在实验中取马氏瓶中一系列的z 断面, 分别求出平均q , 值, 便可得K ～θ曲线。z 和θ2. 3　推导结果和实测结果的比较

试验土样的土壤水分含量和导水率的实测值和计算值比较结果见图4、5。图例中C 代表参数推导结果的计算值(Calculated values ) , m 代表实测值(Measured values ); A 、B 代表试验土壤编号。

图3　土壤导水率测定仪

Fig . 3　Soil hydraulic conductivity measuring instrument

2. 2　土壤水特征曲线的拟合与土壤导水率的计算

102　　　　　

河北农业大学学报第31卷

图4　土壤含水量计算值和实测值的比较

Fig . 4　The comparison of the water content values fro m calculation and

measure

图5　土壤导水率计算值和实测值的比较Fig . 5　The comparison of the conductivity values from calculation and measure

　　从图4、图5可以清楚地看到, 试验土壤在不同水势条件下土壤水分含量的计算值和实测值重合的程度不同。土壤含水率的实测值与计算值在低水势

的情况下吻合较好, 而土壤导水率的实测值和计算值在高水势的情况下吻合较好。

土壤水动力学的模型是非线形的, 在应用中通常用剩余标准差方法做为非线形模型的适合性的检验类似的统计量。比较方法是以实测值为真值, 计算土壤水分含量和导水率的剩余标准差S (θ) 和S (K ) (结果见表4) , 其中如果剩余标准差越接近0, 则说明适合程度越好。

表4　土壤含水率和导水率的剩余标准差

Table 4　The residual standard deviation of caculated

soil hydraulic parameters 编号No . A B

含水率标准差S (θ) Standard deviation of water content 0. 0223980. 009161

导水率标准差S (K )

S tandard deviation of hydraulic conductivity

1. 444721. 85627

3　结论

由于土壤质地和容重的相对稳定性, 利用

RETC 软件由土壤的机械组成和容重推导出的土壤水动力学参数(土壤水分特征曲线和土壤导水率) 与实测结果间的误差较小。所以, 在土壤质地和容重相对稳定的区域内, 只要选取足够多的土壤样品进行土壤机械组成和容重的分析, 由土壤转换函数转换而得来得土壤水动力学参数还是比较可靠的。RETC 软件作为土壤水动力学参数推导的有力工具可直接使用, 也可作为一个辅助的验证手段, 在利用直接法推求土壤水动力学参数的试验中, 检验试验的准确程度。参考文献:

[1]　李保国, 龚元石, 左强, 等. 农田土壤水的动态模型及运

用[M ]. 北京:科学出版社, 2000.

[2]　Tuller M , Or D . Unsatura ted hydraulic conductivity of

structured prous media :a review of liquid co nfiguration -based mo dels [J ]. V adose Zone Journal , 2002(1) :14-37.

　　从表中可以看出土壤含水率的剩余标准差较小, 且基本等于0; 土壤导水率的剩余标准差均小于2。土壤含水率的计算值相对于土壤导水率的计算值与实测值的吻合程度更高。

(下转第106页)

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河北农业大学学报

参考文献:

第31卷

[1]　浙江大学建筑工程学院, 浙江大学建筑设计研究院. 空

间结构[M ]. 北京:中国计划出版社, 2003.

[2]　张年文, 董石麟, 黄飞业, 等. 考虑几何非线性影响的单

层网壳优化设计[J ]. 空间结构, 2003, 9(1) :31-34. [3]　顾磊, 董石麟. 叉筒网壳的建筑造型、结构形式与支承

方式[J ]. 空间结构, 1999, 5(3) :3-11.

图8　f =0. 5时网壳的变形图Fig . 8　Conf iguration of the structure abo ut f =0. 5

[4]　马焕凤. 单层两向柱面正交异型网壳的内力分析和非

线性稳定研究[D ]. 保定:河北农业大学, 2002. [5]　任小强. 带边桁架单层柱面正交异型网壳的静力特性

分析[J ]. 河北农业大学学报, 2002, 25(3) :96-101. [6]　孙建恒. 单层网壳非线性稳定分析的修正切线刚度矩

阵[J ]. 结构工程学报, 1990, 1(3/4) :84-93. [7]　沈世钊, 陈昕. 网壳结构稳定性[M ]. 北京:科学出版

社, 1999.

[8]　陈昕. 空间网格结构全过程分析及单层鞍形网壳的稳

定性[D ]. 哈尔滨:哈尔滨建筑工程学院, 1990.

3　结论

矢跨比对单层网壳的稳定性能、刚度及失稳开始区域有很大影响。而单层网壳的极限承载力是由其稳定性能决定的, 所以选择合理的矢跨比是单层网壳设计的主要内容。通过前述分析, 对于4点支承的单层柱面叉筒网壳, 本文建议其较优矢跨比应在20%左右。

(编辑:张月清)

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[3]　Schaap M G , Leij F J , V an genuchten M T h . N eural

network Analysis for hierarchical Prediction of soil water retention and saturated hydraulic conductivity [J ]. Soil Sci . Soc . Am . 1998, 62:847-855.

[4]　Van Genuchten , M T h , Leij F J , et al . T he RETC

Code fo r quantifying thehydraulic functions of unsaturated soils [J ]. Califo rnia :U . S . Salinity Labo rato ry , 1999:4-41.

[5]　黄昌勇. 土壤学[M ]. 北京:中国农业出版社, 2000:98

-118.

[6]　Van Genuchten M T h . A closed -from equation for pre -dicting the hy draulic conductivity of unsaturated soils [J ]. Soil Sci . Soc . A m , 1980, 44:892-898.

[7]　邵明安, 黄明斌. 根系系统水动力学[M ]. 西安:陕西

科学技术出版社, 2000:17-106.

[8]　杨文治, 邵明安. 黄土高原土壤水分研究[M ]. 北京:

科学技术出版社, 2000:134-196.

[9]　魏义长, 刘作新, 康玲玲, 等. 辽西褐土土壤水动力学参

数的推导和验证[J ]. 水利学报, 2004(11) :109-116.

(编辑:张月清)