如何定义下边界条件:根据土壤体积含水量的渗流面和单位梯度?

Question

背景:模拟土壤中水流的模型(例如陆面模型)

在这些模型中，为了模拟从所定义的土柱底部的渗流(/排水)，我们需要定义一个较低的边界条件。我在文献中看到的两个选项是渗流面(SF)和单位梯度条件。

是否可以这样定义这两者:

• SF:只有当土柱的最后一层饱和时，才会发生渗流。
• UG:只有当柱底土壤含水量大于田间容量土壤含水量时，才会发生渗流。

有人告诉我，由于SF和UG是根据吸力而不是土壤湿度来定义的，所以上述定义在技术上是不正确的。

请让我知道你的想法，提前谢谢。

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更多信息:该模型使用一维达西安流方程计算土壤柱底部的渗透，由(最后一层的)含水量阈值触发。这就是为什么我需要根据含水量来定义下限。

Answer 1

自8月以来已经有好几个月了，但也许其他人会发现这很有用。

与水文学中的许多问题一样，适当的边界条件是通过精确地描述地下系统来定义的。如果可用的数据有限，最好同时运行两个边界条件，并查看假设的敏感性，然后确定条件中的保守答案是否合理(可能稍后会用更详细的描述进行修改)。

就边界条件本身而言:

渗流面需要底层达到饱和，然后才允许水传输到较低的水平或逃离模型。只有在模型的底层有一个现实的界面，可以促进积水，然后在层的正上方的土壤饱和的情况下，水才能“穿透”这一层。

自由排水边界将假定水可以继续以单位梯度与上述元素垂直移动。如果地下水位或某种低渗透带的深度远远低于感兴趣的模型区域，那么这种假设是正确的。

所以，在不了解更多分析细节的情况下，我认为自由排水边界条件是一个不错的起点。再次强调，如果有疑问，可能值得进行敏感性分析。