室内降雨大厅实验：包气带水分运动的物理模型验证

室内包气带水运移实验研究是一项旨在探索包气带土壤水分运动规律的科研工作，由邹红婷和张行南两位作者在河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室进行。他们利用实验室内的降雨大厅和先进的实验设备，基于水量平衡原理，构建了一个物理模型来模拟非饱和带土壤在降雨入渗条件下的水分运动过程。实验采用了Hydrus-1D，一个由International Ground Water Modeling Center开发的模拟软件，该软件在13天的模拟时间内，模拟了土壤含水量的变化。 这项研究的重要性体现在它提供了对非饱和土壤水分运动问题的实验验证，Richard方程作为常用数学模型，在解析法和数值法的应用中各有局限性。通过数值模拟，可以处理复杂的土壤水动力学条件，预测水分在不同初始和边界条件下的运动轨迹，从而揭示出更精确的运动规律。实验使用的粉壤土样本经过精心准备，其颗粒组成有助于理解不同土壤质地对水分迁移的影响。 实验设置在一个10米高的降雨演示大厅，具有真实的降雨特性，且下部设计成自由出流，模拟了自然界的土壤排水情况。通过将模拟结果与实际测量数据对比，研究者验证了所建模型的可靠性和实用性，这对于理解和预测包气带的水分循环以及水资源管理具有重要意义。 这项研究不仅深化了我们对土壤水分动态的理解，还展示了如何结合实验和数值模拟技术，为未来在气候变化、农业灌溉和环境保护等领域提供更为精准的土壤水文模型预测。