沼液穴灌入滲影響因素分析及數(shù)值模擬研究

鄭 健，周鵬杰，張彥寧，殷李高，張恩繼

(1.蘭州理工大學(xué)西部能源與環(huán)境研究中心，甘肅 蘭州 730050；2.甘肅省生物質(zhì)能與太陽(yáng)能互補(bǔ)供能系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730050；3.蘭州理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730050；4.陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)，陜西 西安 710075)

沼液是禽畜糞便等有機(jī)物經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵后的殘留液體，其總固體含量小于1%[1]，含有水溶性及多種養(yǎng)分的速效肥料，保留了90%以上的發(fā)酵原料中的氮、磷和鉀，且氮素結(jié)構(gòu)較原污水更優(yōu)，施用可以顯著改善土壤的理化性質(zhì)，提高土壤的保水保肥能力，緩解土壤的板結(jié)酸化[2]。與清水和常規(guī)施肥相比，施用沼液會(huì)降低土壤細(xì)菌值，增加微生物數(shù)量并提高土壤酶活性[3]，同時(shí)還能促進(jìn)作物生長(zhǎng)，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)[4-6]，降低病蟲(chóng)害發(fā)生率[7]，沼液浸種還可提高種子發(fā)芽率和生長(zhǎng)水平[8-10]。目前關(guān)于沼液施用的研究主要集中在作物產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤肥力等方面。

沼液穴灌技術(shù)是從設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中總結(jié)出的一種節(jié)肥技術(shù)，目前該技術(shù)的實(shí)施主要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，與其相關(guān)的試驗(yàn)研究和理論分析尚少。土壤水分運(yùn)動(dòng)的分析是研究農(nóng)田灌溉技術(shù)的基礎(chǔ)，準(zhǔn)確掌握穴灌的土壤水分運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律對(duì)于促進(jìn)穴灌技術(shù)的發(fā)展具有極其重要的意義。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)多種灌溉方式下的土壤水分分布問(wèn)題做了研究，但從文獻(xiàn)內(nèi)容來(lái)看，多集中在滴灌[11-12]、溝灌[13]、膜孔灌[14-15]等方面。而將沼液與穴灌技術(shù)結(jié)合，關(guān)于沼液灌溉入滲規(guī)律和灌溉技術(shù)參數(shù)等方面的研究鮮有報(bào)道。

基于此，本文通過(guò)設(shè)置不同沼液配比、穴孔直徑和土壤容重，研究這些因素對(duì)沼液穴灌入滲的影響，并運(yùn)用COMSOL Multiphysics軟件模擬分析沼液穴灌入滲濕潤(rùn)鋒運(yùn)移及土壤含水率分布規(guī)律，以期為水—沼液一體化灌溉技術(shù)提供依據(jù)，使沼液穴灌技術(shù)建立在更為科學(xué)合理的基礎(chǔ)上。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及裝置

試驗(yàn)土壤選取甘肅省蘭州市周邊正常使用的溫室大棚內(nèi)表層0～40 cm的土壤，土壤經(jīng)過(guò)自然風(fēng)干、粉碎后，過(guò)2 mm孔徑土壤篩備用，土壤顆粒級(jí)配見(jiàn)表1。按照中國(guó)土壤分類標(biāo)準(zhǔn)，其土壤類型為粉質(zhì)壤土，田間持水量為22.23%(質(zhì)量含水率)。沼液取自發(fā)酵物總固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)(TS)為8%，以牛糞和麥秸為主要原料，正常使用的戶用沼氣池，靜置2個(gè)月，待其理化性質(zhì)穩(wěn)定后，用紗布過(guò)濾掉沼液中較大的顆粒備用。

試驗(yàn)裝置主要由土箱和馬氏瓶組成，考慮到穴孔入滲斷面的對(duì)稱性，采用實(shí)際穴灌土壤濕潤(rùn)體的1/12作為研究對(duì)象[16]，土箱為30°扇形有機(jī)玻璃裝置，高和寬分別為50 cm和40 cm，馬氏瓶用來(lái)提供恒定水頭，容量520 mL。試驗(yàn)裝置如圖1所示。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

試驗(yàn)設(shè)置土壤容重為1.35 g·cm-3和1.45 g·cm-3；依據(jù)前期預(yù)試驗(yàn)結(jié)果設(shè)置3個(gè)沼液與水的配比(體積比)，即1∶4、1∶6、1∶8和1個(gè)純水處理(對(duì)照)，3個(gè)穴孔直徑(3 cm、5 cm和7 cm)；設(shè)定孔深為5 cm。每組試驗(yàn)做3次，共計(jì)72組試驗(yàn)，取平均值作為試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)方案見(jiàn)表2。

采用室內(nèi)土箱試驗(yàn)，土體采用分層填裝(每層5 cm)，以設(shè)定土壤容重計(jì)算每層裝土質(zhì)量，采用精度0.01 g電子秤稱量；最后5 cm填土?xí)r，在土箱30°角處預(yù)留試驗(yàn)設(shè)計(jì)尺寸的穴孔；將按比例配比好的沼液裝入馬氏瓶，用乳膠軟管分別將馬氏瓶出水孔和排氣孔與裝完土的試驗(yàn)土箱連接，為保證恒定水頭，將排氣管固定在入滲孔與土體表面平齊的位置。為方便記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在土箱外壁繪制間距5 cm的網(wǎng)格線。然后同時(shí)打開(kāi)馬氏瓶的出水孔和排氣孔閥門，當(dāng)沼液進(jìn)入穴孔時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，隨著試驗(yàn)的進(jìn)行，當(dāng)濕潤(rùn)鋒運(yùn)移到與外壁水平向(H)和垂向(V)的網(wǎng)格線相切時(shí)，記錄一次入滲時(shí)間和馬氏瓶的讀數(shù)，并用記號(hào)筆在土箱外壁繪制濕潤(rùn)鋒運(yùn)移曲線。當(dāng)入滲量達(dá)到520 ml時(shí)或入滲時(shí)間約12 h時(shí)同時(shí)關(guān)閉馬氏瓶的進(jìn)水孔和排氣孔閥門，待穴孔內(nèi)沼液滲完，試驗(yàn)結(jié)束。為避免土壤水分再分布造成土壤含水率的變化，在試驗(yàn)結(jié)束后立即沿著土槽中軸線水平方向和垂直方向每3 cm的交叉位置用土鉆取土一次，土樣編號(hào)并放入烘箱內(nèi)烘干(105℃，8 h)后測(cè)定土壤質(zhì)量含水率。

表1 土壤顆粒級(jí)配

1.馬氏瓶； 2.進(jìn)水管； 3.排氣管； 4.穴孔；5.土槽； 6.濕潤(rùn)鋒； 7.取樣點(diǎn)； 8.土體1. Markov bottle; 2. Inlet pipe; 3. Venting pipe; 4. The hole;5. Trough; 6. Wetting front; 7. Sampling point; 8. Soil.圖1 試驗(yàn)裝置及取樣示意圖Fig.1 Schematic diagram of the test equipment and sampling

處理Treatment土壤容重/( g·cm-3)Soil bulk density沼液配比Biogas slurry:water ratio穴孔直徑/cmHole diameter處理Treatment土壤容重/( g·cm-3)Soil bulk density沼液配比Biogas slurry:water ratio穴孔直徑/cmHole diameterT11.351∶43T131.451∶43T21.351∶45T141.451∶45T31.351∶47T151.451∶47T41.351∶63T161.451∶63T51.351∶65T171.451∶65T61.351∶67T181.451∶67T71.351∶83T191.451∶83T81.351∶85T201.451∶85T91.351∶87T211.451∶87T101.35純水 Water only3T221.45純水 Water only3T111.35純水 Water only5T231.45純水 Water only5T121.35純水 Water only7T241.45純水 Water only7

1.3 基于COMSOL軟件模型建立

本文采用多物理場(chǎng)耦合軟件COMSOL Multiphysics進(jìn)行水、沼液滲流模擬分析。COMSOL以有限元為基礎(chǔ)，通過(guò)求解偏微分方程(單場(chǎng))或者偏微分方程組(多場(chǎng))來(lái)實(shí)現(xiàn)真實(shí)物理現(xiàn)象的仿真[17]，具有大規(guī)模的計(jì)算能力。求解器是基于C++程序采用最新的計(jì)算技術(shù)編寫，它的求解器類型有直接、迭代、分離、多重格點(diǎn)；求解類型有穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、參數(shù)等；處理器支持多核與集群。根據(jù)需要，用戶可以通過(guò)MATLAB GUI界面選擇單場(chǎng)求解或者多物理場(chǎng)求解。內(nèi)嵌豐富的CAD建模工具的有限元軟件COMSOL，可以直接進(jìn)行二維以及三維建模。COMSOL在網(wǎng)格剖分方面具有強(qiáng)大的功能，它的網(wǎng)格生成器可以將腔體劃分為三角形或者四面體的網(wǎng)格單元，通過(guò)仿真系統(tǒng)的交互界面用戶可以根據(jù)自己的需要選擇剖分的精細(xì)程度。

圖2 直徑3 cm穴孔模型及網(wǎng)格劃分圖Fig.2 Cavity model and mesh map of 3 cm hole

穴孔灌的土壤水分運(yùn)動(dòng)屬于三維點(diǎn)源入滲條件下的土壤水分運(yùn)動(dòng)，具有軸對(duì)稱性。在此次模擬分析中，假定土壤均勻且各向同性，同時(shí)將穴孔灌的水分運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為軸對(duì)稱條件下的二維土壤入滲問(wèn)題進(jìn)行處理，本次模擬將沼液與水配比后的液體視為混雜了顆粒物的渾水，模擬對(duì)象統(tǒng)一定為邊長(zhǎng)40 cm的正方形軸對(duì)稱模型，在對(duì)稱軸頂點(diǎn)處留有不同尺寸的穴孔，見(jiàn)圖2。

土壤水分運(yùn)動(dòng)控制方程可表達(dá)為[18]:

(1)

式中，θ為土壤體積含水率；h為土壤負(fù)壓水頭，cm；Kh為土壤非飽和導(dǎo)水率，cm·min-1；t為時(shí)間，min；x為徑向坐標(biāo)，cm，x向右為正；z為縱向坐標(biāo)，cm。

1.4 模型參數(shù)

根據(jù)COMSOL模型模擬需要，對(duì)土壤水分特征曲線參數(shù)進(jìn)行擬合，土壤水分特性曲線θh可用van Genuchten模型來(lái)表示，即

(2)

式中，θr為殘余土壤體積含水率；θs為飽和土壤體積含水率；α、n、m為土壤水分特征曲線的形狀參數(shù)，m=1-1/n，n>1。

根據(jù)表1土壤級(jí)配表，采用ROSETTA軟件擬合了兩種容重土壤的水力參數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表3，其中Ks為土壤飽和導(dǎo)水率。

沼液中含有有機(jī)懸浮顆粒，且粘性較水高，在入滲過(guò)程中會(huì)影響沼液入滲[18]。因此，本文在模擬中沼液入滲的飽和導(dǎo)水率采用變量設(shè)置。為保證變量設(shè)置的合理性，本文采用課題組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)擬合后獲得的函數(shù)[19]。函數(shù)為冪函數(shù)的形式：

Kst=Ks1·t-α

(3)

式中，Kst為t時(shí)刻的入滲速率(cm·min-1)；t為入滲歷時(shí)(min)；Ks1為第一時(shí)間單位末的入滲速率，根據(jù)試驗(yàn)測(cè)得；α為經(jīng)驗(yàn)入滲指數(shù)，通過(guò)Origin軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合獲得。

1.5 定解條件的確定

1.5.1 初始條件 假定土壤初始含水量在所研究的區(qū)域內(nèi)分布均勻，初始條件可表示為:

hx,z,t=h00≥z≥Z,0≤x≤X，t=0

(4)

式中，h0為土壤初始負(fù)壓水頭(cm)；Z、X分別指研究區(qū)域垂直方向、水平方向最大距離(cm)。

1.5.2 邊界條件 參照?qǐng)D3可以看出：上邊界AB，試驗(yàn)過(guò)程中不考慮蒸發(fā)，水流通量為零，則

(5)

表3 土壤水力參數(shù)

圖3 穴孔入滲模型Fig.3 Hole infiltration model

右邊界BC和下邊界DC，由于所選研究區(qū)域較大，可認(rèn)為水分無(wú)法到達(dá)該邊界，邊界條件描述為：

右邊界BC，

hX,z,t=h0t>0

(6)

下邊界DC，

hx,Z,t=h0t>0

(7)

邊界OD為對(duì)稱軸,水流通量為零，

(8)

邊界ab、Ab為穴孔中入滲面，與入滲液體接觸，邊界ab，

hx,z,t=5cm (z=-5 cm)

(9)

邊界Ab，

hx0,z,t=hi

(10)

式中，x0為穴孔半徑，hi為作用于孔壁各點(diǎn)的水頭，cm，其數(shù)值等于孔壁各點(diǎn)到水面的距離。

2 結(jié)果及分析

2.1 孔徑對(duì)入滲的影響

圖4中黑色實(shí)線表示濕潤(rùn)鋒的實(shí)際運(yùn)移情況，不同顏色色塊代表濕潤(rùn)鋒不同時(shí)段運(yùn)移的模擬結(jié)果。從T7、T8、T9處理的濕潤(rùn)鋒運(yùn)移情況可以看出，在垂向入滲距離達(dá)到15 cm時(shí)，所需入滲時(shí)間分別為214.8、130.4、83.2 min，T8相對(duì)于T7、T9相對(duì)于T8的入滲耗時(shí)衰減率分別為39.3%和36.2%，即孔徑越大，水分入滲速率越快，且在相同時(shí)間內(nèi)，孔徑越大，濕潤(rùn)體的體積也就越大。這主要是由于水分在土壤入滲過(guò)程中初始階段主要受到土壤基質(zhì)勢(shì)作用，在入滲的后期，土壤基質(zhì)勢(shì)作用逐漸減弱，而重力勢(shì)作用逐漸加強(qiáng)，隨穴孔直徑的增大，穴孔內(nèi)的沼液體積增加，導(dǎo)致重力場(chǎng)的變化，因而對(duì)入滲過(guò)程的作用愈加顯著，使入滲速率隨著穴孔直徑的增大而增大。為進(jìn)一步分析孔徑對(duì)入滲的影響，本文以實(shí)際垂向入滲距離達(dá)到15 cm時(shí)的濕潤(rùn)鋒為研究對(duì)象，分析實(shí)際水平入滲距離與垂直入滲距離的比值變化規(guī)律，結(jié)果表明T7、T8和T9處理的比值分別為1.007、0.952和0.945，T10、T11和T12處理的比值分別為1.050、0.950和0.902，T19、T20和T21處理的比值分別為1.061、0.938和0.948，T22、T23和T24處理的比值分別為1.127、0.959和0.886，由比值變化可以看出孔徑越大，比值越小，即濕潤(rùn)體縱向長(zhǎng)度隨孔徑增大而逐漸大于橫向長(zhǎng)度(穴孔尺寸不計(jì))。初步分析產(chǎn)生的原因是：隨著孔徑的增大，穴孔中入滲面面積也隨之變大，在孔深不變的情況下，即孔壁入滲面面積不變，孔底入滲面面積變大，相應(yīng)的過(guò)水通道變多，使垂向入滲距離逐漸大于水平入滲距離。

圖4 不同處理濕潤(rùn)鋒模擬值與實(shí)測(cè)值對(duì)比圖Fig.4 Comparison of simulated and measured values of wetting front under different treatments

2.2 土壤容重對(duì)土壤水分入滲的影響分析

為說(shuō)明土壤容重對(duì)入滲的影響，選取T7與T19處理、T8與T20處理、T9與T21處理進(jìn)行分析，從圖4中可以看出，T7與T19處理、T8與T20處理、T9與T21處理實(shí)際垂向入滲距離達(dá)到15 cm處所用時(shí)間分別為214.8 min與335.3 min、130.4 min與154.8 min、83.2 min與94.7 min，可以看出土壤容重1.45 g·cm-3的入滲速率明顯低于1.35 g·cm-3，即土壤容重大的入滲速率慢，這一試驗(yàn)現(xiàn)象與很多學(xué)者的研究成果相符合[20-23]。張振華等[24]的研究指出，在入滲過(guò)程中，土壤容重對(duì)入滲率的影響具有穩(wěn)定性和一致性，表現(xiàn)為對(duì)應(yīng)于同一時(shí)刻，容重越大入滲率越低。分析形成的主要原因是隨著土壤容重的增大，土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)喪失，土壤變得緊密，從而土體內(nèi)的大孔隙比例降低，導(dǎo)致土壤的基質(zhì)吸附作用和毛管作用降低，使得入滲速率也隨之而降低。圖5中(a)、(b)、(c)和(d)分別表示1∶4(沼液∶水)、1∶6、1∶8和純水CK對(duì)照條件下相同孔徑在不同土壤容重條件下的累積入滲量對(duì)比，從圖5中可以看出，累積入滲量在相同時(shí)間內(nèi)土壤容重呈1.45 g·cm-3<1.35 g·cm-3。例如圖5(c)中累積入滲量呈T7>T19處理，T8>T20處理，T9>T21處理。

2.3 沼液配比對(duì)入滲的影響

入滲液體濃度的差異會(huì)對(duì)土壤水分入滲產(chǎn)生影響[25]。圖4中T14、T17和T20處理表示孔徑5 cm，土壤容重1.45 g·cm-3，沼液水配比分別是1∶4、1∶6和1∶8的處理，從圖4濕潤(rùn)鋒運(yùn)移規(guī)律可以看出，當(dāng)垂向入滲距離達(dá)到15 cm時(shí)，分別耗時(shí)244.1、210.0、154.8 min，即入滲速率隨著沼液配比度的升高而減慢。從圖6累積入滲量的變化規(guī)律可以看出，隨著水沼液混合液中水體積的升高，累積入滲量逐漸增大，并且混合液的入滲量衰減速度明顯快于純水，初步分析產(chǎn)生上述規(guī)律的主要原因?yàn)檎右喝芤褐形⑿〉膽腋☆w粒含量隨著沼液配比的增加而增多，在入滲過(guò)程中，懸浮顆粒堵塞了土壤中的孔隙[26]，降低了土壤的基質(zhì)吸附作用和毛管作用，從而降低了沼液的入滲速率。

2.4 入滲模擬模型有效性驗(yàn)證

2.4.1 土壤含水率模擬結(jié)果驗(yàn)證 對(duì)24個(gè)處理進(jìn)行模擬后共得到466個(gè)觀測(cè)點(diǎn)質(zhì)量含水率數(shù)據(jù)，與實(shí)測(cè)值對(duì)比分析后，相對(duì)誤差在0～5%之間的點(diǎn)有290個(gè)，占62.2%，5%～10%之間的點(diǎn)有162個(gè)，占34.8%，10%～15%之間的有9個(gè)，占1.9%，大于15%的有5個(gè)，占1.1%。圖7和圖8分別顯示了相同土壤容重在距離OD軸6 cm和9 cm處取樣點(diǎn)含水率實(shí)測(cè)值與模擬值對(duì)比，從圖中可以看出模擬與實(shí)測(cè)值吻合程度較好，純水處理的模擬結(jié)果精確性要高于沼液；整個(gè)模擬結(jié)果中，誤差較大處大多出現(xiàn)在第一個(gè)和最后一個(gè)取樣點(diǎn)。實(shí)測(cè)值與模擬值的對(duì)比分析結(jié)果表明所建立的模型能較好反映穴孔自由入滲的土壤含水率分布情況。

圖5 不同處理累積入滲量曲線Fig.5 Cumulative infiltration curve of different treatments

2.4.2 濕潤(rùn)鋒模擬結(jié)果驗(yàn)證 圖4中，實(shí)線表示不同時(shí)刻實(shí)際濕潤(rùn)鋒位置，不同顏色區(qū)域表示不同時(shí)刻模擬濕潤(rùn)鋒位置，從圖中可以看出：(1)各時(shí)刻濕潤(rùn)體形狀的模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果一致性較好，濕潤(rùn)鋒的模擬值與實(shí)測(cè)值可以較好的吻合；(2)由于沼液中顆粒物的存在，入滲速度衰減較快，模擬精度比純水要低；(3)在入滲后期實(shí)際濕潤(rùn)鋒運(yùn)移速度快于模擬濕潤(rùn)鋒運(yùn)移速度。

2.4.3 影響模擬的因素分析 模擬結(jié)果表明，土壤含水率和濕潤(rùn)鋒的模擬與實(shí)測(cè)結(jié)果存在一定誤差，初步分析是受到土壤條件、沼液配比、試驗(yàn)裝置和邊界條件設(shè)置的影響。主要體現(xiàn)在：(1)實(shí)際試驗(yàn)中土壤采用分層裝填，可能存在局部的不均勻性；(2)模擬中對(duì)上邊界條件的簡(jiǎn)化以及采用的土壤水分運(yùn)動(dòng)控制方程時(shí)忽略了溫度與土壤氣體對(duì)水分運(yùn)動(dòng)的影響，同時(shí)試驗(yàn)土箱的側(cè)壁為光滑的有機(jī)玻璃，與土體接觸性較差，試驗(yàn)過(guò)程中可能存在一定程度的優(yōu)先流也造成了實(shí)測(cè)數(shù)值與模擬值之間的差異；(3)濕潤(rùn)鋒邊界附近含水率變化較大，用土鉆取樣較容易產(chǎn)生誤差，并且濕潤(rùn)鋒附近土體含水率值較小，測(cè)量容易產(chǎn)生偏差；(4)水和沼液的混合液在實(shí)際入滲過(guò)程中，土壤水分運(yùn)動(dòng)參數(shù)是動(dòng)態(tài)變化的，本文采用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的擬合方程代入，對(duì)模擬精度也造成了一定的影響。

圖6 不同沼液配比累積入滲量Fig.6 Relationship of accumulated infiltration volume withinfiltration time under different biogas slurry ratios

注：M表示實(shí)測(cè)值，S表示模擬值，下同。Note: M represents the measured value, S represents the simulated value, the same below.圖7 1.35 g·cm-3含水率模擬值與實(shí)測(cè)值對(duì)比圖Fig.7 Comparison of the simulated values of soil water content with the measured valuesunder soil bulk density of 1.35 g·cm-3

圖8 1.45 g·cm-3含水率模擬值與實(shí)測(cè)值對(duì)比圖Fig.8 Comparison of the simulated values of soil water content with the measured valuesunder soil bulk density of 1.45 g·cm-3

3 結(jié) 論

1)水-沼液一體穴孔自由入滲能力受穴孔孔徑、土壤容重和沼液配比的影響較為顯著。累積入滲量和土壤濕潤(rùn)體隨穴孔直徑的增加而增大，隨沼液配比的增加而減小；水平入滲距離與垂向入滲距離的比值隨穴孔孔徑增大而減小，濕潤(rùn)體形狀隨穴孔直徑的增加逐漸由水平軸大于垂直軸的橢球體趨向于水平軸小于垂直軸；1.45 g·cm-3土壤容重條件下的入滲速率和累積入滲量明顯低于1.35 g·cm-3土壤容重，表明隨土壤容重增大，相同時(shí)間內(nèi)入滲速率、累積入滲量和濕潤(rùn)體面積呈減小趨勢(shì)；隨沼液配比的增大，入滲速率和累積入滲量均隨之減小。在實(shí)際操作過(guò)程中，當(dāng)土壤容重較大時(shí)可通過(guò)增加穴孔直徑和降低沼液水配比來(lái)增加土壤入滲量。

2)采用COMSOL Multiphysics建立穴孔入滲模型，并對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)條件下的穴孔入滲試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。各處理?xiàng)l件下濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離的實(shí)測(cè)值與模擬值吻合較好，均表現(xiàn)出初期運(yùn)移速度較快，隨試驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)漸漸減緩，并趨于穩(wěn)定。土壤含水率的實(shí)測(cè)值與模擬值對(duì)比來(lái)看，相對(duì)誤差<10%的占97%，說(shuō)明所建立的模型合理，利用COMSOL Multiphysics可以準(zhǔn)確描述水-沼液一體穴孔自由入滲過(guò)程中的水分運(yùn)動(dòng)。