甘永德，賈仰文，劉 歡，牛存穩(wěn)，仇亞琴

（中國水利水電科學(xué)研究院 流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100038）

1 研究背景

降雨入滲是指降雨通過地表向下運(yùn)動(dòng)，補(bǔ)給土壤水、地下水的過程，是水文過程的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)前，在非膨脹性土壤入滲水分運(yùn)動(dòng)過程研究方面，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)開展了大量室內(nèi)外試驗(yàn)，并建立了相關(guān)數(shù)學(xué)模型，如 Green&Ampt［1］、Richards［2］、Philip［3］、Jia［4］、甘永德［5］、楊大文［6］和朱磊［7］等。然而，這些針對(duì)剛性土壤的研究成果并不適用于膨脹性土壤水分運(yùn)動(dòng)過程的研究。我國是世界上膨脹性土壤分布廣泛的國家之一。膨脹性土壤吸水膨脹，失水收縮，這種濕脹干縮特性不僅影響到土壤水分運(yùn)動(dòng)過程，也會(huì)給工程建設(shè)帶來一系列問題，其已成為工程地質(zhì)學(xué)、水文學(xué)和土力學(xué)等學(xué)科關(guān)注的重點(diǎn)。

土壤膨脹變形主要與初始含水量和上覆荷載有關(guān)，膨脹力和膨脹變形隨土壤增濕程度增加而增加［8］。在吸水膨脹過程中，土壤膨脹變形多表現(xiàn)為垂直向上［9］。Garnier等［10］基于歐拉描述（ED）和拉格朗日描述（LD）模擬分析了變形土壤的水力傳導(dǎo)率。McGarry等［11］研究了土壤含水量與土壤變形量間的關(guān)系，并提出了用于描述土壤濕脹干縮變化特征的三直線模型。土壤應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系一般采用對(duì)數(shù)函數(shù)描述［12］。Smiles［13］以達(dá)西-白金漢和連續(xù)方程為基礎(chǔ)，推求了膨脹性土壤中的物質(zhì)能量平衡方程。蘇寧虎［14］采用分?jǐn)?shù)階偏微分方程（fFPE）建立了膨脹性土壤入滲方程。土壤吸水膨脹變形主要受膨脹力和自重應(yīng)力的作用，其中膨脹力隨土壤含水量變化，自重應(yīng)力隨土壤深度變化。土壤受力變形特征隨土壤深度發(fā)生改變，引起土壤飽和含水量、飽和導(dǎo)水系數(shù)、飽和比容積等參數(shù)的變化，進(jìn)而改變著土壤剖面水分入滲過程。然而，當(dāng)前針對(duì)膨脹性土壤變形對(duì)降雨入滲產(chǎn)流過程的影響研究仍處于探索階段，相關(guān)模型研究尚不成熟。

本文以Green-Ampt模型為基礎(chǔ)，提出了考慮土壤膨脹變形的降雨入滲產(chǎn)流模型，并通過開展室內(nèi)不同厚度土壤的降雨入滲產(chǎn)流試驗(yàn)，對(duì)該模型作了驗(yàn)證。相關(guān)研究有助于完善土壤水分運(yùn)動(dòng)理論，對(duì)膨脹性土壤水分管理與調(diào)控具有一定的指導(dǎo)價(jià)值。

2 膨脹性土壤降雨入滲產(chǎn)流模型

取地面為參照面，以向下為正（圖1）。膨脹性土壤吸水膨脹變形，此時(shí)土壤的變形同時(shí)受到土壤膨脹力和自重應(yīng)力的作用。土壤吸水膨脹變形后，土壤濕潤區(qū)剖面飽和導(dǎo)水系數(shù)和飽和含水量會(huì)隨土壤深度發(fā)生變化。為了便于分析，做如下假設(shè)：（1）變形前的土壤為均質(zhì)土壤；（2）土壤變形為彈性變形，即變形無滯后性；（3）土壤變形只引起土壤孔隙度發(fā)生變化；（4）入滲過程中土壤剖面存在明確的濕潤鋒面，濕潤鋒面將濕潤區(qū)和未濕潤區(qū)截然分開，濕潤區(qū)土壤達(dá)到飽和，未濕潤區(qū)土壤含水量為初始含水量。為了便于描述土壤導(dǎo)水系數(shù)隨土壤深度的變化特性，引入膨脹性土壤導(dǎo)水系數(shù)Ks(e)描述濕潤區(qū)土壤導(dǎo)水系數(shù)；引入膨脹性土壤飽和含水量θT描述濕潤鋒以上土壤飽和含水量。由此，本文基于Green-Ampt模型提出了考慮土壤膨脹性的降雨入滲產(chǎn)流模型GJGAM（Gan and Jia pro?pose a modified Green-Ampt model），與傳統(tǒng)不考慮土壤膨脹性的Green-Ampt模型TGAM（Traditional Green-Ampt model）相比，該模型量化了土壤膨脹變形引起的土壤導(dǎo)水系數(shù)和飽和含水量的變化。

圖1 土壤入滲過程示意圖

土壤吸水膨脹變形是土壤膨脹力和自重應(yīng)力共同作用的結(jié)果，假設(shè)土壤膨脹變形是由土壤孔隙度的變化引起的，則當(dāng)土壤飽和時(shí)，土壤膨脹力引起的孔隙度變化量可以表示為：

式中：ρd為土粒密度，g/cm3；e0為土壤初始孔隙度，cm3/cm3；?ew為由土壤吸水膨脹導(dǎo)致的孔隙度變化量，cm3/cm3；ρsw為由土壤吸水膨脹導(dǎo)致的容重變化量，可以采用土壤膨脹特征曲線計(jì)算（三直線模型結(jié)構(gòu)段計(jì)算［11］）：

式中：c和α3均為三直線模型參數(shù)；U為土壤質(zhì)量含水量，g/g；

同理，土壤自重應(yīng)力引起的孔隙度變化量可以表示為：

式中：?ep為由土壤自重應(yīng)力導(dǎo)致的孔隙度變化量，cm3/cm3；ρsp為由土壤自重應(yīng)力導(dǎo)致的容重變化量，可以采用土壤應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線計(jì)算［12］：

式中：γ為土壤濕比重，N/cm3；Z為土壤深度；A和B均為參數(shù)。

在土壤膨脹力和自重應(yīng)力的合力下，土壤孔隙度變化量可以表示為：

當(dāng)土壤飽和時(shí)，土壤孔隙被水分充滿，即土壤飽和含水量等于孔隙度，則土壤剖面飽和含水量總量θT可以表示為：

式中：θT為土壤深度Z以上區(qū)域的飽和含水量，cm3/cm3；Z為土壤深度，cm。

受土壤膨脹變形影響，土壤飽和導(dǎo)水系數(shù)隨深度而變化。針對(duì)土壤飽和導(dǎo)水系數(shù)，采用改進(jìn)的Lambe模型［15］計(jì)算：

式中：Ks(e)為孔隙度為ez時(shí)土壤飽和導(dǎo)水系數(shù)，cm/min；ez為土壤深度為Z時(shí)土壤孔隙度；K0為孔隙度為e0時(shí)土壤飽和導(dǎo)水系數(shù)，cm/min；m為與土壤孔隙度性質(zhì)有關(guān)的參數(shù)。

由于降雨過程中，雨強(qiáng)是非恒定的。因此，將降雨過程劃分為x個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段內(nèi)降雨強(qiáng)度恒定，x（x∈ 0,1,...,n），n為時(shí)段數(shù)。同一降雨時(shí)段（tx-1～tx）內(nèi)，降雨入滲特性由本時(shí)段的降雨強(qiáng)度I、時(shí)段初的積水深度h0和潛在入滲強(qiáng)度fpt決定。由于積水深度h0與雨強(qiáng)單位不同，模型計(jì)算時(shí)，將h0除以相應(yīng)時(shí)段，轉(zhuǎn)換為雨強(qiáng)P’。根據(jù)時(shí)段內(nèi)降雨強(qiáng)度、時(shí)段初積水深和潛在入滲強(qiáng)度，時(shí)段內(nèi)入滲過程可以分為以下情景（圖2）：

圖2 積水過程和非積水過程轉(zhuǎn)換情景示意圖

圖2（a）h0=0，其中Ks(e)為膨脹性土壤濕潤區(qū)導(dǎo)水系數(shù)；I為雨強(qiáng)；h0為時(shí)段初積水深度；fpt為積水入滲率。這種情況下，隨著降雨的持續(xù)進(jìn)行，地表開始積水，土壤入滲過程可以分為非積水入滲過程和積水入滲過程；圖2（b）h0＞0，P’+I＜Ks(e)≤fpt。這種情況下，隨著入滲過程的進(jìn)行，土壤積水全部滲入土壤，土壤開始進(jìn)行非積水入滲過程。土壤入滲過程分為積水入滲過程和非積水入滲過程；圖2（c）h0＞0，P’+I≥fpt≥Ks(e)。這種情況下，土壤持續(xù)進(jìn)行積水入滲過程；圖2（d）h0=0，I＜Ks(e)≤fpt.。這種情況下，土壤持續(xù)進(jìn)行非積水入滲過程。

根據(jù)達(dá)西定理有：

積水前：

積水后：

忽略地表積水：

式中：fnpt為積水前入滲強(qiáng)度，cm/min；I為雨強(qiáng)，cm/min；fp為積水后土壤入滲率，cm/min；SW為濕潤鋒土壤水吸力，cm；H0為積水深度，cm；Z為濕潤鋒距離，cm。

由水量平衡原理，可以得出某一時(shí)刻t的累計(jì)入滲量F可以表示為：

式中：θT為濕潤鋒以上土壤飽和含水量，cm3/cm3；F為土壤累計(jì)入滲量，cm。

積分得：

積水時(shí)刻確定：

式中：fnpt為非積水時(shí)段入滲強(qiáng)度，cm/min；Fp積水發(fā)生時(shí)刻土壤累計(jì)入滲量，cm；F為土壤累計(jì)入滲量，cm；tp為土壤表層積水發(fā)生時(shí)間，min；Ip為土壤表層積水發(fā)生時(shí)的時(shí)段降雨強(qiáng)度，cm/min；I為x時(shí)段降雨強(qiáng)度，cm/min；fpt為積水時(shí)段土壤入滲率，cm/min；t為時(shí)間，min；q0為土壤初始含水量，cm3/cm3；qT為濕潤鋒以上土壤飽和含水量，cm3/cm3；SW為濕潤鋒平均吸力，cm；A為參數(shù)；K（se）為土壤飽和導(dǎo)水系數(shù)，cm/min。

3 模型驗(yàn)證

3.1 材料與方法

（1）試驗(yàn)材料：黃土具有膨脹性［16］，以婁土為典型膨脹土壤，土壤經(jīng)風(fēng)干，過5 mm篩備用，采用吸管法測定土壤顆粒組成（表1）。試驗(yàn)用水取自中科院水利部水土保持研究所所制純凈水。

（2）試驗(yàn)設(shè)計(jì)：膨脹性土壤吸水膨脹變形主要受膨脹力和自重應(yīng)力的影響，導(dǎo)致土壤入滲過程隨著土壤的深度而變化。為了定量分析土壤膨脹變形對(duì)土壤降雨入滲產(chǎn)流過程影響，試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)土壤厚度，分別為10、20、30和40 cm，每個(gè)處理兩個(gè)重復(fù)，分別標(biāo)記為：婁土10 cm、婁土20 cm、婁土30 cm和婁土40 cm。

（3）研究方法：試驗(yàn)時(shí)，將經(jīng)5 mm篩的土壤分層（10 cm）均勻裝入土槽中，土槽中間位置深度0、10、25、40 cm處安裝Trime水分傳感器，用以測定土壤水分動(dòng)態(tài)過程。土槽上設(shè)置兩個(gè)出水口，分別為壤中流和地表徑流出水口。土壤裝填時(shí)，首先在土槽底部鋪設(shè)具有反濾作用的石子，厚度10 cm；再在石子的上面鋪設(shè)紗布，然后將過5 mm篩后的土壤按定容重（1.4 g/cm3）裝入土槽。

試驗(yàn)進(jìn)行前，向土槽內(nèi)注入足夠水量（要求土壤含水量達(dá)到田間持水量以上，并產(chǎn)生大量壤中流）后靜置，待其膨脹量達(dá)到相應(yīng)土壤含水量下的最大膨脹量后進(jìn)行降雨試驗(yàn)。

試驗(yàn)過程中，用降雨系統(tǒng)進(jìn)行人工降雨，每次降雨歷時(shí)控制在350 min左右。試驗(yàn)中Trime水分測定系統(tǒng)記錄水分動(dòng)態(tài)。同時(shí)，對(duì)地表徑流量、壤中流流量進(jìn)行收集、量測。徑流觀測時(shí)間間隔，根據(jù)產(chǎn)流速度而定，由于壤中流退水較慢，因此加長相應(yīng)的觀測時(shí)間，假如試驗(yàn)過程中不產(chǎn)生壤中流，則放棄測定。試驗(yàn)設(shè)置雨強(qiáng)為30 mm/h，坡度為5°。

試驗(yàn)主要觀測資料：徑流（地表徑流量、壤中徑流量）、土壤剖面水分動(dòng)態(tài)、產(chǎn)流歷時(shí)、降雨強(qiáng)度等。

為了便于分析入滲過程，采用日本HITACHI公司生產(chǎn)的GR21G離心機(jī)測定土壤水分特征曲線，并用Van Genuchten模型［17］進(jìn)行擬合，擬合結(jié)果見表2；采用比重瓶法測定土密度。

土壤膨脹特征曲線采用游標(biāo)卡尺法測定［16］，并用三直線模型［11］進(jìn)行擬合，擬合結(jié)果見表3：

式中：ν為比容積，是土壤容重的倒數(shù)，cm3/g；U為質(zhì)量含水量，g/g；α1、α2、α3為土壤膨脹特征曲線斜率；UA、UB、US分別為拐點(diǎn)處質(zhì)量含水量，g/g；a、b、c為參數(shù)。

采用恒壓法測定土壤應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線［12］（由于降雨影響土柱深度小于1 m，自重應(yīng)力不超過25 kPa，因此恒定壓力取值范圍為0～25 kPa），并用對(duì)數(shù)函數(shù)進(jìn)行擬合，擬合結(jié)果見表4：

式中：ρs為土壤容重，g/cm3；p為應(yīng)力，N/cm2；γ為土壤濕比重，N/cm3；Z為土壤深度；A和B為參數(shù)。

采用恒體積法測定土壤容重與對(duì)應(yīng)的飽和導(dǎo)水系數(shù)（容重分別為1.1、1.2、1.3、1.4和1.5g/cm3），并用Lambe模型［15］進(jìn)行擬合，擬合結(jié)果見表5：

式中：Kse為孔隙度為e時(shí)的土壤飽和導(dǎo)水系數(shù)，cm/min；e為孔隙度，cm3/cm3；K0為孔隙度為e0時(shí)的土壤飽和導(dǎo)水系數(shù)，cm/min；m為參數(shù)。

3.2 模型參數(shù)GJGAM的主要參數(shù)包括土壤飽和含水量、初始含水量、飽和導(dǎo)水系數(shù)和濕潤鋒土壤水吸力（見表6）。受土壤膨脹力和自重應(yīng)力的影響，土壤吸水膨脹后，土壤水分特征參數(shù)隨著土壤的深度而變化，直接測定不同土壤深度下水分特征參數(shù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也很難確定。本文基于筆者提出的參數(shù)計(jì)算模型，獲得了不同土壤深度下的飽和導(dǎo)水系數(shù)和飽和含水量，計(jì)算所需參數(shù)包括土壤膨脹特征曲線、土壤應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線、土密度、土壤初始容重及其對(duì)應(yīng)飽和含水量、初始容重對(duì)應(yīng)的飽和導(dǎo)水系數(shù)、與孔隙度有關(guān)的參數(shù)m等；土壤初始含水量采用實(shí)測值，分不同土壤深度給出；濕潤鋒吸力采用進(jìn)氣值一半代替，當(dāng)土壤飽和時(shí)，濕潤鋒吸力為0。

TGAM模型認(rèn)為土壤剛性，土壤在干濕交替變化過程中土壤結(jié)構(gòu)保持不變。均質(zhì)土壤條件下，土壤飽和含水量、飽和導(dǎo)水系數(shù)均不隨土壤深度發(fā)生變化。當(dāng)TGAM應(yīng)用于膨脹性土壤時(shí)，很難確定土壤飽和水分特征參數(shù)。為了獲得土壤飽和水分特征參數(shù)，本文將初始裝填容重所對(duì)應(yīng)的土壤飽和導(dǎo)水系數(shù)和飽和含水量應(yīng)用于模型；土壤初始含水量采用實(shí)測值，按不同土壤深度實(shí)測值給出；濕潤鋒吸力采用進(jìn)氣值一半代替（表7）。

表1 土壤基本物理性質(zhì)

表2 van Genuchten模型擬合參數(shù)

表3 三直線模型擬合參數(shù)

表4 土壤應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線

表5 Lambe模型擬合參數(shù)

4 結(jié)果與討論

4.1 徑流強(qiáng)度實(shí)測和模擬的徑流強(qiáng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖3所示?？梢钥闯觯瑢?duì)于所有土壤深度處理，穩(wěn)定降雨條件下，徑流強(qiáng)度隨著時(shí)間而增大，然后趨于穩(wěn)定。就產(chǎn)流時(shí)間而言，GJGAM和TGAM計(jì)算得到的徑流產(chǎn)流時(shí)間均先于觀測值。就徑流強(qiáng)度而言，當(dāng)土壤深度處理為10 cm時(shí)，TGAM較大估計(jì)了徑流強(qiáng)度，而當(dāng)土壤深度處理大于10 cm時(shí)，TGAM較小估計(jì)了徑流強(qiáng)度；GJGAM對(duì)徑流強(qiáng)度的模擬值更接近于實(shí)測值，兩者較吻合。

表6 GJGAM模型輸入?yún)?shù)

表7 TGAM模型輸入值

徑流強(qiáng)度實(shí)測值與模擬值間的相對(duì)誤差、均方根誤差和Nash效率系數(shù)統(tǒng)計(jì)見表8?？梢钥闯?，對(duì)于所有土壤深度處理，GJGAM得到的徑流強(qiáng)度模擬值與實(shí)測值間的ARE大于-17.0%；RMSE小于0.011 cm/min；Nash效率系數(shù)均大于0.51。TGAM得到的徑流強(qiáng)度模擬值與實(shí)測值間ARE在-53.26%～-5.08%；RSME均大于0.014；Nash效率系數(shù)在-18.26～0.20之間，這說明通過考慮土壤膨脹性對(duì)降雨入滲產(chǎn)流過程影響，GJGAM極大提高了對(duì)徑流強(qiáng)度的模擬精度。

出現(xiàn)這種情況的原因可能是，婁土具有膨脹性，土壤吸水膨脹變形過程是土壤膨脹力和自重應(yīng)力共同作用結(jié)果。當(dāng)土層較薄時(shí)，土壤自重應(yīng)力較小，土壤在膨脹力作用下，土壤體積增大，導(dǎo)致孔隙度增大，土壤飽和含水量、飽和導(dǎo)水系數(shù)均增大；隨著土壤厚度的增大，土壤自重應(yīng)力增大，土壤的自重應(yīng)力開始起到主導(dǎo)作用。土壤在自重應(yīng)力作用下，土壤體積減小，孔隙度減小，導(dǎo)致土壤飽和含水量和飽和導(dǎo)水系數(shù)均減小。因此，當(dāng)土層較薄時(shí)，TGAM較小估計(jì)了土壤入滲量，進(jìn)而較大估計(jì)了徑流強(qiáng)度，反之亦然。

圖3 徑流強(qiáng)度隨時(shí)間變化關(guān)系

表8 徑流強(qiáng)度實(shí)測值與計(jì)算值間相對(duì)誤差（ARE）、Nash效率系數(shù)及均方根誤差（RMSE）統(tǒng)計(jì)

4.2 土壤累計(jì)入滲量實(shí)測和模擬的土壤累計(jì)入滲量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖4所示。可以看出，對(duì)于所有土壤深度處理，土壤累計(jì)入滲量隨著時(shí)間而增大。當(dāng)土壤飽和后，實(shí)測和模擬得到的土壤累計(jì)入滲量均會(huì)發(fā)生突變。出現(xiàn)這種情況的原因在于，土壤飽和后，濕潤鋒處土壤水吸力消失，土壤水在重力作用下移動(dòng)。

TGAM在整個(gè)入滲過程中均較大估計(jì)了土壤累計(jì)入滲量。GJGAM在入滲初期較大估計(jì)了土壤累計(jì)入滲量，而隨著時(shí)間的變化，GJGAM模擬值開始與實(shí)測值接近，逐漸等于實(shí)測值。整體而言，GJ?GAM模擬值與實(shí)測值接近，兩者較為吻合。

土壤累計(jì)入滲量實(shí)測值與模擬值間的相對(duì)誤差、均方根誤差和Nash效率系數(shù)統(tǒng)計(jì)見表9?？梢钥闯?，對(duì)于所有土壤深度處理，GJGAM得到的土壤累計(jì)入滲量模擬值與實(shí)測值間的ARE在-7.99%～18.86%；RMSE小于0.25 cm；Nash效率系數(shù)均大于0.78。TGAM得到的土壤累計(jì)入滲量模擬值與實(shí)測值間ARE在17.95%～139.72%；RSME均大于0.35；Nash效率系數(shù)在-17.55～0.96之間。這說明，通過考慮土壤膨脹性的影響，GJGAM更適合描述膨脹性土壤的降雨入滲產(chǎn)流過程。

圖4 土壤累計(jì)入滲量隨時(shí)間變化關(guān)系

表9 土壤累計(jì)入滲量實(shí)測值與計(jì)算值間相對(duì)誤差（ARE）、Nash效率系數(shù)及均方根誤差（RMSE）統(tǒng)計(jì)

TGAM沒有考慮土壤膨脹變形對(duì)土壤入滲的影響，導(dǎo)致模型高估了土壤累計(jì)入滲量。另外，GJ?GAM在入滲初期高估了土壤累計(jì)入滲量，可能的原因在于土壤膨脹變形不僅與土壤含水量及自重應(yīng)力有關(guān)，而且與時(shí)間有關(guān)。土壤入滲過程中，土壤吸水膨脹，但膨脹變形過程很難及時(shí)完成，需要持續(xù)一段時(shí)間才能達(dá)到對(duì)應(yīng)含水量下的變形量。但GJGAM認(rèn)為，土壤變形為彈性變形，與時(shí)間無關(guān)，導(dǎo)致了模型無法準(zhǔn)確模擬變形滯后對(duì)土壤入滲過程影響。

5 結(jié)論

相較于剛性土壤，膨脹性土壤中含有蒙脫石、蛭石等膨脹性礦物。這些膨脹性礦物吸水膨脹引起土體的整體變形。土壤變形是土壤膨脹力和自重應(yīng)力共同作用的結(jié)果，當(dāng)自重應(yīng)力較小時(shí)，土壤在膨脹力作用下，土壤體積增大，導(dǎo)致土壤孔隙度增大，土壤入滲能力增大；隨著土壤深度的增大，自重應(yīng)力增大，導(dǎo)致土壤孔隙度減?。ㄍ庠诒憩F(xiàn)為濕陷性［18-19］），土壤入滲能力減小。本文引入了考慮土壤膨脹性的飽和含水量和飽和導(dǎo)水系數(shù)，量化了土壤膨脹性對(duì)入滲過程的影響，提出了考慮土壤膨脹性的降雨入滲Green-Ampt模型（GJGAM）。

由于GJGAM形式簡單，具有較強(qiáng)的物理機(jī)理，便于在大尺度水文模型中應(yīng)用。同時(shí)，GJGAM參數(shù)較少，物理意義明確，可以根據(jù)土壤物理性質(zhì)確定，因此GJGAM具有更強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。GJGAM通過了不同厚度膨脹性土壤入滲產(chǎn)流試驗(yàn)驗(yàn)證，這說明該模型適用于膨脹性土壤非穩(wěn)定降雨條件下的入滲產(chǎn)流過程模擬。此外，GJGAM具有對(duì)積水入滲過程和非積水入滲過程互相轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行模擬的功能，因此該模型不僅適用于非穩(wěn)定降雨入滲產(chǎn)流過程，也適用于穩(wěn)定降雨入滲產(chǎn)流過程及灌溉積水入滲過程。

同時(shí)，基于膨脹性土壤室內(nèi)試驗(yàn)，驗(yàn)證了GJGAM和TGAM兩模型模擬的精度和可靠性。結(jié)果表明，GJGAM模擬得到的土壤累計(jì)入滲量和徑流強(qiáng)度均與實(shí)測值較吻合，而TGAM模擬得到的土壤累計(jì)入滲量和徑流強(qiáng)度大于或小于實(shí)測值，原因在于TGAM認(rèn)為土壤為剛性土壤，土壤飽和含水量和飽和導(dǎo)水系數(shù)均不隨土壤深度發(fā)生變化。

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