非饱和土水力参数的分形模型

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1、西南农业大学硕士学位论文非饱和土水力参数的分形模型姓名：张兵申请学位级别：硕士专业：土壤学指导教师：魏朝富2003.5.1摘要／喹Mandetbort笈袋起来熬分形足艇憨经斑爝予裁裁诲多萁然瑷象，分澎足键爵密瑗谴久稻辩于≤}绫往繇亏l越豹混魏，复杂瑗象重藜产生了兴趣。分澎俸烹囊轰琨赉三个特点：大瓣长度藏溺巍耀戳结梅；其有标发不交瞧的复杂缭翰；不能媚经典几何描述的不规则结秘。，≯+“≯土壤作秀风蚀过程产生的粹削物鹱藏多孑L介质应掰努形描述是恰当的i鞭糙大小的分布反映风蚀和成土过稷的棚对平衡，颗粒大小的分布可以看成魁颗誊囊数霹大予菜一粒强藏覆薰小予菜一载较的震诗函数，这垫累诗丞

2、数可戳蠲幕镣袭示，其指数描述为分形维数。l，．，主壤孛熬承浚鞋及弦学彰黢瓣邂移港诺翔零分髹持蠢导承率等承力稳璇决定，然藤不论是实验室鞠野外测定水势帮含水量及导水攀，不仅费时，两且费力，分形足霹在±壤擎孛熬疲臻表臻±壤水力瞧囊与其宅±壤耪瑾竣痰耱联系。颥靛大小豹分毒霹敷躅矮譬努缝接逮；魏漱缭稳冒臻表瑟努澎壤表缝；分形戆魏豫褰积可浚震褰积努辫表薤。i爨述±壤龋搦瘸理论分形Mengersponge，8Sierpinskicarpet和ko馥curve等。基予分形瑷论秘颗粒大小分布瓣数据，建立分藩雅数释颗粒大小的分布赡函数关系，弗鹿躅分形维数估计土壤水分保持涵数，嚣谗鞠土的扩散率及

3、导水率的分形模型。f擞骚的研究内容及结果如下：1．根据中国制土壤质地的粒皴，辩用吸管法，对江津，忠磐，丰都的9神土壤逶辛亍分耩瓣定，根据分析资辩艨丽熬缀粒径分形模型计算出各±壤缩构的分澎维数，研究表明；土壤结构的分彤维数不仅反映了土壤颗粒大小的影响，丽鼠休糯了矮熊韵蚜一程瘦。分形维黢越辩，表臻±壤震逸越秧重，通透性越麓：分澎维数越低，爱

4、l表疆土壤结构越松散。势形维数是攒述土壤瘊地与结构形态特缝较好熬参数。，2。摄蹇TheMengerSponge貔壤念建立了毳豫套获壤鬟与魏馥半径之润豹荚祭表达茂燕窭黢粒半经夺予等予攀辍鬏蹲韵蘩积鬏粒溪爨酶关系：ln沙㈤】=InC+f萼卷警斗

5、鼢形维数可邋过阱lnR瓣率椭并在此罄础上推出分形的孔隙大小分布的土壤水分特征曲线的分形模型。}，，r，1#埔、争i1_f竿Ij+m)=‰0

6、笼能为力，只熊褥到避似解．。逾渗模粼可以作为多孔介质的～种近似模型．多孔介质中物质扩散过程受藐豫适遁蔑鹣影嚷缀大，帮整是疆两孑L敬率豹多魏奔震，自予逶逶控不离，物质的扩散过程也会不同。d。与分形空隙的不均匀有关，d则和孔通道的连通性裔关。d越大，扩散粒予的前进就会受到爨大阻礴，以和d(即不蚜匀性帮连通链)黯粒子麴扩散骞裎互竞争魏效斑，遮方嚣豹具体彰璃逐骞耪予避一步探讨。从D～口的乘幂关系可以看出拟台较好，对较低含水率时，可以采用乘幂形式投合，这每Pedro等(1990)壤究魏结裂糨一致。当缝秘禽农率越，3、，拟合豹幂越小，从两分形榷数越小，因此，土壤糯税较少。反映出士壤砂壤

7、往，遮与实际主壤续构特牲摆似。羁融皇分形撵朗运动的结论捆一致。，4．分掰由科赫曲线和溺Menger海绵戳及流体的运动方程导出了±壤瘩静导水率，兹一秘主黉突出了几何意义，丽始卷不仅突出了几何意义，更反应了流体鲍物理意义。，￥—。一～。关键讶：势形，±壤精祷，承势漂持麴缝，扩敬率，导承攀分形缝靛—_m～．⋯～～～。{泓善鎏考姥奠≯(力誊擞～～⋯——————∥一～⋯0一一AbstractnledevelopmentoffractalgeometrybyMandelborthasfoundapplicationanduseindescribingmanynaturalphenome

8、na．Theadventoffractalisassociatedwitharenewedinterestinchoseeriectsresultingfromnonlinearsystem．Fractalobjeetsexhibitthreedefiningattributes：similarstructureoverarangeoflengthscale，intricatestructurethatisscale—independentandirregularstructurethatCannotbecaptu