考虑气相影响的降雨入渗过程分析研究

降雨入渗过程是水在下渗的过程中驱替空气的水-气二相流过程，对这一过程的精确模拟一直是渗流计算的难点，目前的处理方法通常是忽略孔隙气压力变化的影响。根据多相流理论，结合质量守恒定律和达西定律，建立了水-气二相流模型，模型的求解采用积分有限差分法和newton-raphson迭代方法，通过变换主要变量来表达相态的变化，实现了水相、气相边界条件及降雨入渗边界的精确模拟。利用上述模型对一土柱试验进行模拟，从而验证了模型的正确性，研究了一均质土层的降雨入渗过程，得到了孔隙水压力、孔隙气压力和毛细压力及含水率的变化过程。根据入渗率与地表孔隙气压力的变化关系，验证了孔隙气压力的增大对入渗水流产生阻滞作用。在求解非稳定渗流问题中，考虑空气压力变化的影响是值得研究的。