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green-ampt入渗模型的一种显式近似解

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水电能源科学 2017年第6期35卷 19-22页

作者：唐岳灏路立新长江工程职业技术学院水利工程系湖北武汉430212

为解决green-ampt(GA)入渗模型只有隐格式解的问题,给出了高精度的显格式近似解,该显格式构造一组幂函数作为基函数,通过最小化近似解与精确解之间的误差,达到对GA模型的逼近。在对误差函数最小化的过程中,首先证明优化解的存在性,同时... 详细信息

为解决green-ampt(GA)入渗模型只有隐格式解的问题,给出了高精度的显格式近似解,该显格式构造一组幂函数作为基函数,通过最小化近似解与精确解之间的误差,达到对GA模型的逼近。在对误差函数最小化的过程中,首先证明优化解的存在性,同时采用自适应的优化分段方法,在满足精度的条件下减少基函数的级数,达到简化计算的目的。针对入渗时间趋于无穷导致近似解发散问题,建立了修正公式,确保了该逼近方法的全局收敛性。通过与其他近似解的比较,验证了该方法的稳定性和精确性。

关键词： green-ampt入渗模型累积入渗量显函数级数解

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green-ampt入渗模型国外研究进展

中国农村水利水电 2017年第10期 6-12,22页

作者：朱昊宇段晓辉安徽省水利水资源重点实验室安徽蚌埠233000 安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院安徽蚌埠233000 西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100

土壤水分入渗过程是土壤水分运移形式之一,对土壤养分和盐分运移及作物根系和微生物活性均有较大影响。目前描述土壤水分入渗过程的模型主要包括:Kostiakov模型、Philip模型、green-ampt模型等,green-ampt入渗模型表达式简单、涉及参数... 详细信息

土壤水分入渗过程是土壤水分运移形式之一,对土壤养分和盐分运移及作物根系和微生物活性均有较大影响。目前描述土壤水分入渗过程的模型主要包括:Kostiakov模型、Philip模型、green-ampt模型等,green-ampt入渗模型表达式简单、涉及参数较少,具有一定的土壤物理基础,是当前使用最广的土壤水分入渗模型。国外关于greenampt入渗模型研究很多,对green-ampt模型国外研究现状进行系统地总结。从green-ampt入渗模型的基本表达式出发,总结了该模型优缺点及涉及参数(饱和导水率Ks、湿润锋面吸力Sf、土壤水分入渗率i(t)等)的改进算法;综述了green-ampt入渗模型的国外应用现状;并对比分析了Kostiakov模型、Philip模型、green-ampt模型等,green-ampt入渗模型。基于green-ampt的国外研究现状,为国内该领域的研究指明方向。

关键词： green-ampt入渗模型饱和导水率Ks 湿润锋面吸力Sf 土壤入渗速率i(t) 模型改进

基于图形特征的green-ampt入渗模型关键参数S_f和K_s的简化求解

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土壤学报 2006年第2期43卷 203-208页

作者：张振华谢恒星刘继龙蔡焕杰烟台师范学院地理与资源管理学院山东烟台264025 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西杨凌712100

green—ampt入渗模型应用广泛，是模拟坡面降雨入渗、产流过程常用的手段，湿润锋平均基质吸力S和表征导水率K是模型中的关键参数。对地表积水入渗过程中湿润区内平均含水率增量△θ（t）进行了定义，对烟台棕壤土积水入渗试验分析表明... 详细信息

green—ampt入渗模型应用广泛，是模拟坡面降雨入渗、产流过程常用的手段，湿润锋平均基质吸力S和表征导水率K是模型中的关键参数。对地表积水入渗过程中湿润区内平均含水率增量△θ（t）进行了定义，对烟台棕壤土积水入渗试验分析表明，在入渗过程中△θ（t）为一常量0．34。根据水量平衡原理得到了Greer-ampt入渗模型中概化湿润锋磊和实际湿润锋Z^αf的定量关系，并通过对***入渗模型的分析，提出了利用i（t）～I（t）或i（t）-Z^αf之间图形特征关系来确定湿润锋平均基质吸力Sf，和表征导水率Ks的方法。同实测资料相比，利用基于i（t）-I（t）和i（t）-Z^αf图形关系所获Sf和Ks预测的累计入渗量和湿润锋精度较高，整体相对误差小于6％。

关键词： green-ampt入渗模型平均含水率增量图形法 Sf Ks

强降雨作用下基于green-ampt入渗模型的边坡稳定性分析

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强降雨作用下基于Green-Ampt入渗模型的边坡稳定性分析

作者：李诚诚湖南大学

学位级别：硕士

随着我国“一带一路”经济发展战略的推进,西北部山区交通、能源等重要基础设施如火如荼,城镇化建设稳步推进,涉及到非饱和土的边坡工程问题逐渐增多,加之极端天气事件多发,降雨入渗诱发边坡失稳的可能性日益增加。如何尽可能对降雨型... 详细信息

随着我国“一带一路”经济发展战略的推进,西北部山区交通、能源等重要基础设施如火如荼,城镇化建设稳步推进,涉及到非饱和土的边坡工程问题逐渐增多,加之极端天气事件多发,降雨入渗诱发边坡失稳的可能性日益增加。如何尽可能对降雨型滑坡形成有效的预测预报是强降雨下边坡失稳灾害防治最为关键的问题之一。虽然世界各国学者在强降雨造成边坡失稳的作用机理及其预测预报方面的研究已硕果累累,但现有降雨型滑坡预警模型多来自于经验统计、物理或数值模拟,可直接有效应用于持续或间歇性强降雨条件下边坡稳定分析的理论模型较少。为此本文立足于已有研究成果,采用green-ampt入渗(GA)模型探索不同强降雨类型下的土质边坡强降雨入渗过程,结合极限平衡法分析边坡稳定性,并且利用灰色关联分析法研究不同因素对边坡降雨入渗深度和稳定性影响程度。主要工作和研究成果如下:首先,利用Hydrus-1D软件对降雨入渗过程的模拟,讨论了不同降雨强度下,土体含水率及湿润锋深度变化规律。根据地表土体体积含水率达到饱和状态的降雨历时及饱和时湿润锋深度大小,定义了降雨强度与土体饱和含水率比值大于10时为强降雨,并验证了强降雨作用下分层假设的适用性,提出了适用于该分层假设的GA模型。其次,基于GA模型建立了适用于边坡并且能综合考虑湿润层土体含水量分布情况与饱和层内平行于坡面渗流作用的持续性强降雨入渗分析模型,并同时考虑以交界面和湿润锋面为潜在滑动面,提出适用于整个强降雨历程的稳定性系数计算方法。然后,考虑干湿循环对边坡土体渗透特性及土水特性的影响,提出一种适用于间歇性强降雨的退化GA模型,并考虑干湿循环对土体强度的劣化作用,建立间歇性强降雨下边坡稳定性表达式。最后,针对传统灰色关联分析方法中的不足,提出了一种能同时考虑整体性、动态性和抗干扰性的分辨系数ρ的取值方法,并对参考数据的权重及关联度计算方法进行了适当改进,建立灰色关联模型,对降雨入渗深度及降雨下边坡稳定性影响因素进行敏感性分析。

关键词： green-ampt入渗模型强降雨分层假设渗流干湿循环边坡稳定性灰色关联分析法

间歇性强降雨下基于green-ampt入渗模型的边坡稳定性分析

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湖南大学学报（自然科学版） 2020年第3期47卷 28-36页

作者：苏永华李诚诚湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

研究了间歇性强降雨作用下边坡稳定性.间歇性强降雨下湿润锋以上土体将会经受干湿循环作用,考虑干湿循环对边坡土体渗透特性及土水特性的影响,改进了传统green-ampt入渗(G A)模型;考虑干湿循环对土体强度的劣化作用,建立间歇性强降雨下... 详细信息

研究了间歇性强降雨作用下边坡稳定性.间歇性强降雨下湿润锋以上土体将会经受干湿循环作用,考虑干湿循环对边坡土体渗透特性及土水特性的影响,改进了传统green-ampt入渗(G A)模型;考虑干湿循环对土体强度的劣化作用,建立间歇性强降雨下边坡稳定性表达式.对于不考虑间歇性强降雨作用的边坡,改进GA模型可简化为传统GA模型,说明传统GA模型是改进GA模型的一个特例;利用改进GA模型和稳定性评价方法得到的结果与工程实际情况基本吻合,证明了该方法的可靠性;根据降雨入渗速率的变化特征,降雨过程可分为稳定阶段、持减阶段和突变阶段等3个阶段;传统GA模型与改进GA模型相比在失稳深度和时间上有较大延缓;仅改进稳定评价方法的传统GA模型与改进GA模型相比在失稳深度上一致,在失稳时间上有延缓.

关键词：间歇性强降雨 green-ampt入渗模型渗透特性土水特性强度衰减稳定性

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考虑干缩裂隙动态变化的优势流入渗模型

河海大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 37-45,62页

作者：程实陈瑾罗易湖北经济学院工程管理系湖北武汉430074 湖北经济学院碳排放权交易省部共建协同创新中心湖北武汉430074 湖北省地质实验测试中心湖北武汉430074 中国地质大学(武汉) 湖北武汉430074

为解决定量评估干缩裂隙优势流的难题,基于双孔隙域入渗理论,将开裂土体分为裂隙两侧基质域、裂隙底部基质域与裂隙域三部分,结合green-ampt入渗模型,提出了一种考虑干缩裂隙动态变化的优势流入渗模型,并基于该模型探讨了降雨强度、裂... 详细信息

为解决定量评估干缩裂隙优势流的难题,基于双孔隙域入渗理论,将开裂土体分为裂隙两侧基质域、裂隙底部基质域与裂隙域三部分,结合green-ampt入渗模型,提出了一种考虑干缩裂隙动态变化的优势流入渗模型,并基于该模型探讨了降雨强度、裂隙初始面积率及裂隙深度对土体两域积水时间、优势流入渗量及入渗深度的影响规律。结果表明:干缩裂隙产生的优势流入渗量占总降水量的73.4%~91.4%,入渗深度为裂隙深度的3.1~7.2倍;降雨强度增大将缩短土体基质域积水时间,增大优势流入渗深度;降雨过程中干缩裂隙面积率减小使优势流入渗量减小;裂隙初始面积率增大使两侧基质域入渗量减小,优势流入渗量增大但入渗深度减小;裂隙深度增大使裂隙域积水时间延后,优势流入渗深度增大;模型计算结果与干缩裂隙实际入渗规律相符,同时避免了为裂隙域赋水力学参数带来的误差与不便。

关键词：干缩裂隙优势流双孔隙域 green-ampt入渗模型

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降雨入渗条件下客土覆盖膨胀土变形计算研究

城市建设理论研究(电子版) 2024年第11期 66-68页

作者：马艳秋南宁轨道交通建设有限公司

由于膨胀土的膨胀变形或差异变形过大，上部构筑物易发生变形破坏。利用客土覆盖控制膨胀土湿度变化范围的封闭包盖法是一种常用的处理膨胀土方法。但仍需计算不同性质客土覆盖后膨胀土的变形量，确定客土覆盖厚度。本文结合改进的green... 详细信息

由于膨胀土的膨胀变形或差异变形过大，上部构筑物易发生变形破坏。利用客土覆盖控制膨胀土湿度变化范围的封闭包盖法是一种常用的处理膨胀土方法。但仍需计算不同性质客土覆盖后膨胀土的变形量，确定客土覆盖厚度。本文结合改进的green-ampt入渗模型和膨胀土变形经验公式，建立了客土覆盖条件下膨胀土变形的计算方法，研究了积水深度、客土覆盖厚度、入渗时间对膨胀土变形的影响，并将计算方法在实际工程进行了应用。

关键词：膨胀土 green-ampt入渗模型覆盖厚度积水深度入渗时间

用修正的green-ampt模型确定土壤入渗性能的速算方法

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农业工程学报 2010年第12期26卷 53-57页

作者：毛丽丽雷廷武中国农业大学水利与土木工程学院北京100083 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100

土壤入渗性能的确定对水文过程及其相关研究与应用具有重要的意义。该文在土壤入渗性能的水平土柱测量方法和green-ampt修正模型的基础上,推导出了green-ampt模型与修正模型之间的比例关系,进而提出了土壤入渗性能的速算模型。该计算模... 详细信息

土壤入渗性能的确定对水文过程及其相关研究与应用具有重要的意义。该文在土壤入渗性能的水平土柱测量方法和green-ampt修正模型的基础上,推导出了green-ampt模型与修正模型之间的比例关系,进而提出了土壤入渗性能的速算模型。该计算模型在保证土壤入渗性能计算精度的前提下,计算过程较修正green-ampt模型有了很大的简化。将3种方法计算得到的土壤入渗率进行了比较,快速方法计算得到的土壤入渗性能与green-ampt修正模型计算得到的土壤入渗性能非常接近。在水量平衡原理的基础上得到3种方法计算结果误差分别为11.5%(green-ampt模型),0.66%(修正模型)和2.68%(快速计算模型)。表明快速计算方法具有很高的精度。新方法大大简化了修正模型的计算步骤。该文提出的土壤入渗性能速算法与水平土柱试验相结合,可以方便地应用于室内土壤入渗性能的测量,为水文循环/地表产流等相关研究提供便捷的土壤入渗性能计算工具。

关键词：含水率模型入渗水平土柱 green-ampt入渗模型修正模型快速方法

基于改进green-ampt模型的花岗岩残积土边坡降雨入渗规律研究

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岩土力学 2020年第8期41卷 2685-2692页

作者：潘永亮简文星李林均林雨秋田朋飞中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074

花岗岩残积土广泛分布于我国南方地区,具有许多不良物理力学性质。该类型土边坡在降雨作用下极易发生变形破坏,因此,对花岗岩残积土边坡的降雨入渗规律进行深入研究具有重要意义。在green-ampt模型的基础上综合考虑了坡体的初始含水率... 详细信息

花岗岩残积土广泛分布于我国南方地区,具有许多不良物理力学性质。该类型土边坡在降雨作用下极易发生变形破坏,因此,对花岗岩残积土边坡的降雨入渗规律进行深入研究具有重要意义。在green-ampt模型的基础上综合考虑了坡体的初始含水率、地下水位、非饱和特性,建立了一种适用于不同降雨工况的入渗模型,并采用数值模拟及前人经典模型计算结果对该模型进行了验证。运用该模型对赣南3种典型降雨工况下的花岗岩残积土边坡进行了分析,结果表明:在距离地下水位线较远时初始含水率对湿润锋的迁移速率影响不大,但在接近地下水位线附近时湿润锋的迁移速率逐渐增大,呈现出指数形式的变化趋势;相同降雨时间内、不考虑坡面冲刷的情况下,降雨强度略大于土体饱和渗透系数的工况下湿润锋迁移深度最大、边坡稳定性系数降低最多,在实际情况中尤其需要加强防范。

关键词： green-ampt入渗模型湿润锋初始含水率降雨工况边坡稳定性