第1章 土壤水分运动基本理论 1
1.1基本概念 1
1.1.1土壤水 1
1.1.2干容重、孔隙率与渗流速度 2
1.1.3土壤含水率 3
1.1.4土水势 4
1.1.5土壤水吸力、比水溶重 7
1.1.6土壤导水率、扩散率 8
1.2饱和土壤水分运动 10
1.2.1饱和土壤水分流动的达西定律 10
1.2.2饱和流方程 11
1.3非饱和土壤水分流动的达西定律 12
1.4非饱和土壤水分运动基本方程 15
1.4.1基本方程 15
1.4.2基本方程的各种形式 17
本章小结 23
第2章 土壤水分运动数值模拟方法概述 24
2.1有限差分法 25
2.2有限单元法 26
2.3特征线法 27
2.4特征有限单元法 28
本章小结 29
第3章 土壤水分运动方程的特征有限元算法理论分析 30
3.1基础知识 30
3.1.1几个不等式 30
3.1.2符号与公式 31
3.2以含水率为因变量的土壤水分运动方程的特征有限元离散与误差分析 32
3.2.1特征有限元离散 33
3.2.2误差分析 35
3.3以负压为因变量的土壤水分运动方程的特征有限元离散与误差分析 39
3.3.1特征有限元离散 40
3.3.2误差分析 41
本章小结 44
第4章 入渗条件下非饱和土壤水分运动的特征有限元数值模拟 45
4.1以含水率为因变量的一维非饱和土壤水分运动的数学模型 45
4.2特征有限元数值模型 46
4.2.1-xj及-θκj-1的处理 51
4.2.2初边值条件的处理 54
4.2.3非线性方程组的线性化处理 55
4.3特征有限元数值模拟 60
4.3.1数值计算程序框图 60
4.3.2数值模拟 60
本章小结 63
第5章 入渗条件下非饱和土壤水分负压变化的特征有限元数值模拟 64
5.1以负压为因变量的一维非饱和土壤水分运动的数学模型 64
5.2特征有限元数值模型 65
5.2.1-xj及-hκj-1的处理 69
5.2.2初边值条件的处理 72
5.2.3非线性方程组的线性化处理 72
5.3特征有限元数值模拟 74
5.3.1模型检验 74
5.3.2模拟实例 76
本章小结 78
第6章 蒸发及波涌灌溉条件下非饱和土壤水分运动的特征有限元数值模拟 79
6.1蒸发条件下非饱和土壤水分运动的特征有限元数值模拟 79
6.1.1蒸发条件下一维非饱和土壤水分运动的数学模型 79
6.1.2特征有限元数值模型 80
6.1.3特征有限元数值模拟 85
6.2波涌灌溉条件下非饱和土壤水分运动的特征有限元数值模拟 88
6.2.1波涌灌溉条件下一维非饱和土壤水分运动的数学模型 89
6.2.2特征有限元数值模型 90
6.2.3特征有限元数值模拟 91
本章小结 94
第7章 分层土壤水分运动的特征有限元数值模拟 95
7.1入渗条件下分层土壤水分运动的特征有限元数值模拟 95
7.1.1入渗条件下一维分层土壤水分运动的数学模型 95
7.1.2特征有限元数值模型 96
7.1.3特征有限元数值模拟 100
7.2蒸发条件下分层土壤水分运动的特征有限元数值模拟 102
7.2.1蒸发条件下一维分层土壤水分运动的数学模型 102
7.2.2特征有限元数值模型 103
本章小结 105
第8章 一种新形式的土壤水分运动模型及其特征有限元数值模型 106
8.1 Richards模型的等价模型的建立 107
8.2新模型的特征有限元数值模型 108
8.3特征有限元数值模型比较 110
本章小结 112
附录 113
参考文献 140