【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水文學和巖土工程，尤其涉及一種雙層土壤水分入滲深度的確定方法、裝置及存儲介質。
技術介紹
1、確定土壤水分入滲深度具有重要的工程意義。水分當前入滲深度以上，土壤為飽和狀態；水分當前入滲深度以下，土壤為非飽和狀態；飽和土壤與非飽和土壤在自重、含水量、抗剪強度等方面存在較大差異。在灌溉工程中，土壤中水分入滲深度與植物生長有著密切的關系。在巖土工程中，擋土墻或基坑遭遇降雨時，雨水在土壤中的入滲深度關乎擋土墻或基坑的穩定性，類似問題也出現在路堤、路塹以及邊坡等工程中。
2、目前已知的計算土壤水分入滲深度的方法，都是假設土壤為均質的單層土壤，這種假定雖然使問題得到簡化，但在工程實際中，大部分土壤呈現分層的特征，水分在入滲至不同土壤中時，行進速度將發生改變，因此，現有的假設土壤為均質的單層土壤計算土壤水分入滲深度的方法，必然不能夠與工程實際相符，從而導致計算結果與實際情況相差較大的技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種雙層土壤水分入滲深度的確定方法、裝置及存儲介質，使所確定的入滲深度更加準確，更加貼合工程實際。
2、為達到上述目的，本專利技術是采用下述技術方案實現的：
3、第一方面，本專利技術提供了一種雙層土壤水分入滲深度的確定方法，所述方法包括如下步驟：
4、采集水分入滲時長；
5、響應于所采集的水分入滲時長小于等于預確定的水分入滲至上下層土壤分界面處的時長，表明水分未入滲至下
6、響應于所采集的水分入滲時長大于預確定的水分入滲至上下層土壤分界面處的時長，表明水分已入滲至下層土壤，則根據上下層土壤分界面處的入滲壓力確定下層土壤中水分入滲時長與水分入滲深度的關系式，并聯合上層土壤中水分入滲時長與水分入滲深度的關系式，確定所述雙層土壤水分入滲深度。
7、結合第一方面，進一步的，所述上層土壤中水分入滲時長與水分入滲深度的關系式的確定方法，包括：
8、根據上層土壤的飽和含水量、初始含水量確定水分入滲量和水分入滲深度的關系式：
9、???????????????????????（a）
10、式中，i為上層土壤水分入滲量，z為上層土壤水分入滲深度，θs1、θi1分別為上層土壤的飽和含水量、初始含水量；
11、基于公式（a），上層土壤水分入滲量i對水分入滲時長t求導，確定上層土壤表面水分入滲率i為：
12、?????????????????????（b）
13、根據上層土壤表面積水厚度h、上層土壤的飽和滲透系數ks1和初始含水量θi1對應的基質吸力sf1重新構建上層土壤表面水分入滲率i的表達式：
14、???????????????????????（c）
15、由于同一層均質土壤的水分入滲率相等，因此，聯合式（b）和式（c），得到：
16、????????????????????（d）
17、式（d）對時間積分，得到水分入滲時長t與上層土壤水分入滲深度z的關系式為：
18、??????????????（e）。
19、結合第一方面，進一步的，所述水分入滲至上下層土壤分界面處的時長的確定方法包括：
20、將上層土壤厚度z1作為上層土壤水分入滲深度z代入公式(e)，計算得到水分入滲至上下層土壤分界面處的時長t1為：
21、?????????????????（j）。
22、結合第一方面，進一步的，所述根據上下層土壤分界面處的入滲壓力確定下層土壤中水分入滲時長與水分入滲深度的關系式，包括：
23、若上下層土壤分界面處下滲水量小于等于下層土壤可入滲水量，確定上下層土壤分界面處的入滲壓力小于等于零，基于上層土壤的相關參數計算下層土壤表面入滲率i2為：
24、???????????????????????????（k）
25、式中，h為上層土壤表面積水厚度；ks1、sf1分別為上層土壤的飽和滲透系數和初始含水量對應的基質吸力；z1為上層土壤厚度；
26、根據下層土壤的飽和含水量θs2、初始含水量θi2、及下層土壤中水分入滲時長t2，重新構建下層土壤表面入滲率i2的表達式：
27、???????????????????????????（l）
28、式中，z2為下層土壤中水分入滲深度；
29、由于同一層均質土壤的水分入滲率相等，因此，聯合式（k）和式（l），得到：
30、???????????????????????（m）
31、式（m）對時間積分后，得到下層土壤中水分入滲時長t2與水分入滲深度z2的關系式為：
32、????????????????????????（n）。
33、結合第一方面，進一步的，所述根據上下層土壤分界面處的入滲壓力確定下層土壤中水分入滲時長與水分入滲深度的關系式，包括：
34、若上下層土壤分界面處下滲水量大于下層土壤可入滲水量，確定上下層土壤分界面處的入滲壓力大于零，根據預確定的上下層土壤分界面處的入滲壓力及下層土壤的相關參數計算下層土壤表面入滲率i2，其表達式為：
35、??????????????????????????（p）
36、式中，h′為上下層土壤分界面處的入滲壓力；z2為下層土壤中水分入滲深度；ks2、sf2分別為下層土壤的飽和滲透系數和初始含水量對應的基質吸力；
37、根據下層土壤的飽和含水量θs2、初始含水量θi2、及下層土壤中水分入滲時長t2，重新構建下層土壤表面入滲率i2的表達式為：
38、???????????????????????????（q）
39、由于同一層均質土壤水分入滲率相等，因此，聯合式（p）和式（q），得到：
40、??????????????????????（r）
41、式（r）兩邊對時間積分，得到下層土壤中水分入滲時長t2與水分入滲深度z2的關系式為：
42、???????????????（s）。
43、結合第一方面，進一步的，所述上下層土壤分界面處的入滲壓力的確定方法包括：
44、假設下層土壤中的水分入滲深度等于上層土壤厚度z1，將上下層土壤位置互換，其余所有參數均保持不變，根據水分在上下層土壤入滲中損耗的能量相等，到達入滲深度所需時間也相等，因此，建立等效方程如下：
45、?（w）
46、式中，h′為上下層土壤分界面處的入滲壓力；θs1、θi1分別為上層土壤的飽和含水量、初始含水量；ks1、sf1分別為上層土壤的飽和滲透系數和初始含水量對應的基質吸力；θs2、θi2分別為下層土壤的飽和含水量、初始含水量；ks2本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種雙層土壤水分入滲深度的確定方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的雙層土壤水分入滲深度的確定方法，其特征在于，所述上層土壤中水分入滲時長與水分入滲深度的關系式的確定方法，包括：
3.根據權利要求2所述的雙層土壤水分入滲深度的確定方法，其特征在于，所述水分入滲至上下層土壤分界面處的時長的確定方法包括：
4.根據權利要求1所述的雙層土壤水分入滲深度的確定方法，其特征在于，所述根據上下層土壤分界面處的入滲壓力確定下層土壤中水分入滲時長與水分入滲深度的關系式，包括：
5.根據權利要求1或4所述的雙層土壤水分入滲深度的確定方法，其特征在于，所述根據上下層土壤分界面處的入滲壓力確定下層土壤中水分入滲時長與水分入滲深度的關系式，包括：
6.根據權利要求1所述的雙層土壤水分入滲深度的確定方法，其特征在于，
7.一種雙層土壤水分入滲深度的確定裝置，其特征在于，所述裝置包括：
8.一種計算機設備，其特征在于，包括處理器與所述處理器連接的存儲器，在所述存儲器內存儲有計算機程序，當所述計
9.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時實現權利要求1~6任一項所述方法的步驟。
10.一種計算機程序產品，包括計算機程序/指令，其特征在于，該計算機程序/指令被處理器執行時實現權利要求1~6任一項所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種雙層土壤水分入滲深度的確定方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的雙層土壤水分入滲深度的確定方法，其特征在于，所述上層土壤中水分入滲時長與水分入滲深度的關系式的確定方法，包括：
3.根據權利要求2所述的雙層土壤水分入滲深度的確定方法，其特征在于，所述水分入滲至上下層土壤分界面處的時長的確定方法包括：
4.根據權利要求1所述的雙層土壤水分入滲深度的確定方法，其特征在于，所述根據上下層土壤分界面處的入滲壓力確定下層土壤中水分入滲時長與水分入滲深度的關系式，包括：
5.根據權利要求1或4所述的雙層土壤水分入滲深度的確定方法，其特征在于，所述根據上下層土壤分界面處的入滲壓力確定下層土壤中水分入...
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