CN107356507A - 一种检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型及其构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于土壤水分检测技术领域，公开了一种检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型及其构建方法，检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型为：i(t)＝a+bt^‑n；式中，a、b、‑n为根据试验求得的模型参数；t为入渗时间min；i(t)为土壤入渗速率mm·min^‑1；构建方法包括：采用室内土柱模拟法，检测不同农用残膜含量对土壤入渗过程的影响；并运用多个入渗模型对实测数据进行处理和拟合，得出适合的模型。本发明通过室内土柱模拟试验旨在揭示残膜含量对入渗率和湿润峰变化的影响规律及其机理，同时表明入渗模型适用性，以期为残膜污染区灌溉制度的制定和入渗模型优化提供一定依据。

Description

一种检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型及其构建方法

技术领域

本发明属于土壤水分检测技术领域，尤其涉及一种检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型及其构建方法。

背景技术

由于地膜具有蓄水保墒、防治杂草及病虫害等优点。在我国，地膜已经成为农业生产的重要物质资料之一，地膜覆盖技术应用带动了农业生产力的飞跃和生产方式的改变。地膜覆盖技术已在全国范围得到广泛应用。由于普通塑料地膜的主要成分是聚乙烯、聚氯乙烯等合成高分子材料，在自然条件下很难降解^[2]。因此，农田中农膜残留会随覆膜年限的延长而增加，最高可达2000kg/hm²；

随着地膜的大量使用，残留在土壤中的地膜越来越多，农田“白色污染”问题在中国各个地区也愈演愈烈。经过调查研究发现中国农田平均地膜残留量为50～260kg/hm²，而且随着覆膜年限的增加，地膜残留污染越严重。且残留地膜主要分布0～20cm土层。

随着残膜在农田中含量的增加。不仅会破坏土壤的内部结构，增加土壤体积质量，还会严重影响水和溶质运移、阻断毛细水运移通道并破坏耕层土壤透气性及土壤的物理性质，阻碍农作物对与土壤中养分和水分的吸收、利用和转化，最终造成作物减产。因此，通过室内土柱模拟试验，研究不同残膜污染水平下土壤水分入渗过程及入渗模型适用性，为残膜污染区灌溉制度的制定和入渗模型优化提供一定理论基础依据。

李仙岳等研究认为在滴灌条件下随着土壤中残膜量增加，在相同时间内滴灌湿润峰的运移距离明显变小，湿润体呈缩小趋势，同时湿润体在＞10～20cm残膜区出现明显的不规则分布。解红娥等通过模拟试验研究发现，水分下渗速度与土壤中地膜残留量呈对数关系，当残留量达到360kg/hm²时，水分下渗速度明显减慢，当残膜量达1440kg/hm²时，水分下渗速度为无残留地膜区的15.9％。王志超的研究发现残膜对于土壤水分的入渗影响不仅与其残膜含量相关，也与土壤类型有关。随着土壤中残膜量增多，砂壤土和砂土入渗速率变慢，土壤湿润锋运移相同距离所需时间均显著增加，且不同残膜量对砂壤土的影响大于砂土。残膜量增加导致蒸发速率、累积蒸发量都显著减小。进行模型拟合时，结果显示Kostiakov和Philip入渗模型均能较好模拟残膜条件下土壤水分入渗，其中Philip入渗模型拟合精度高于Kostiakov入渗模型，且对砂土中农膜残留下的土壤水分入渗模拟效果更好；Black蒸发模型随着残膜量增加拟合精度下降，而Rose蒸发模型受残膜量的影响较小，更适合于农膜残留土壤累积蒸发量估算。党雪瑞等研究发现，土壤体积质量和相对体积质量均随残膜量增加而增大，而土壤孔隙度和含水率则呈下降趋势。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有技术中，对于残膜含量对土壤水分入渗与蒸发有一定的研究，但针对与入渗数值模型方面的研究较少，且所研究模型种类较少；不能通过室内土柱模拟试验揭示残膜含量对土壤水分入渗率和湿润峰变化的影响规律及其机理；同时不能表明入渗模型适用性，为残膜污染区灌溉制度的制定和入渗模型优化提供一定依据。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型及其构建方法。

本发明是这样实现的，一种检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型，所述检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型为：

i(t)＝a+bt^-n；

式中，a、b、-n为根据试验求得的模型参数；t为入渗时间min；i(t)为土壤入渗速率mm·min^-1。

本发明另一目的在于提供一种检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型构建方法，包括：

采用室内土柱模拟土柱法，检测不同农用残膜含量对土壤入渗过程的影响；并运用多个入渗模型对实测数据进行处理和拟合，得出适合的含残膜土壤的水分入渗过程的检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型。

进一步，所述多个入渗模型包括：

(1)Kostiakov模型：i(t)＝at^-b

式中，i(t)为土壤入渗速率mm·min^-1；t为入渗时间min；a、b为根据试验求得的模型参数；

(3)Philip模型：i(t)＝1/2St-0.5+A

式中，S为土壤吸渗率mm·min^-0.5，t为入渗时间min；根据试验采用模型求得；A为稳定入渗率mm·min^-1；

(3)Horton模型：i(t)＝i_c+(i₀-i_c)e^-kt

式中，i_c为稳定入渗率mm·min^-1；i₀为第一个单位末的入渗速率mm·min^-1；t为入渗时间min；k为试验求得的模型参数；

(4)通用经验模型：i(t)＝a+bt^-n

式中，a、b、-n为根据试验求得的模型参数；t为入渗时间min。

进一步，所述室内土柱模拟土柱法包括：

设置0、100、200、400、800kg/hm² 5组不同残膜量进行处理，每组做3个重复实验；

利用垂直一维定水头入渗法，分析土壤湿润锋的运移规律和累积入渗量规律并比较各组土壤入渗特性和模型模拟土壤入渗过程。

进一步，所述土壤湿润锋的运移规律为土壤的湿润锋深度与时间呈幂函数关系；

公式为：

Z＝A*t^B；

式中，Z为湿润锋深度mm，t为入渗时间min，A、B为拟合参数。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型的检测农用残膜对土壤水分入渗性能的系统。

本发明的优点及积极效果为：

本发明通过室内土柱模拟土柱法模拟试验旨在揭示残膜含量对入渗率和湿润峰变化的影响规律及其机理，同时表明入渗模型适用性，以期为残膜污染区灌溉制度的制定和入渗模型优化提供一定依据。

本发明对不同农用残膜含量对土壤水分入渗过程的影响，探讨和运用入渗模型对实测数据进行处理和拟合，得出适合的含残膜土壤的水分入渗过程的入渗模型。得出：

(1)土壤中残膜含量对土壤入渗能力有很大的影响。在土壤入渗的过程中，累积入渗量均随入渗时间的延伸而增大，且随着残膜含量的递增，在同一入渗历时内，累积入渗量逐渐减小，对比T0处理(0kg/hm²)累计入渗量分别减少4.7％、5.8％、6.3％、11％。入渗同等时间，残膜量越高的处理湿润峰运移距离越短。在实验进行到40min时，T0～T4处理(0～800kg/hm²)湿润峰深度分别为：78mm、72mm、61mm、54mm、47mm。残膜可降低土壤稳定入渗率，T0～T4稳定入渗速率分别为：0.2850mm/min、0.2643mm/min、0.2290mm/min、0.1806mm/min、0.1792mm/min。入渗率随残膜含量的升高而降低，同时入渗时间也延长。T0～T4处理分别耗时390min、420min、510min、600min、660min。

(2)对实验数据采用模型拟合得出：通用经验模型>Kostiakov模型>Philip模型>Horton模型，通用经验模型模拟的精确度最高，比较适合描述含残膜土壤的水分入渗的变化过程。农用残膜会降低土壤水分入渗性能，不利于农作物生长。

附图说明

图1是本发明实施例提供的检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型的构建方法流程图。

图2是本发明实施例提供的残膜含量对土壤累积入渗量随时间变化的影响图。

图3是本发明实施例提供的残膜含量对土壤湿润锋进程随时间变化的影响图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明以银川市贺兰山地区的淡灰钙土为实验对照，探讨了不同残膜含量对土壤水入渗性能的影响。通过室内土柱模拟实验与理论分析相结合的实验方法，设置5组不同残膜量(0、100、200、400、800kg/hm²)进行处理，每组做3个重复实验。利用垂直一维定水头入渗法，观测土壤湿润锋的运移规律和累积入渗量规律并比较各组土壤入渗特性和模型模拟土壤入渗过程。结果表明：(1)在土壤入渗的过程中，累积入渗量均随入渗时间的延伸而增大，且随着残膜含量的递增，在同一入渗历时内，累积入渗量减小。(2)土壤入渗过程中，土壤的湿润锋深度与时间呈幂函数关系，残膜含量对湿润锋的影响基本与对累积入渗量的影响一致。(3)土壤中残膜的存在不利于土壤水分入渗进程，残膜堵塞土壤中孔隙，残膜含量与入渗率呈负相关关系。(4)对实验数据采用模型拟合得出：通用经验模型优于Kostiakov模型优于Philip模型优于Horton模型，通用经验模型模拟效果更好，比较适合描述含残膜土壤的水分入渗的变化过程。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

本发明实施例提供的检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型，所述检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型为：

i(t)＝a+bt^-n；

式中，a、b、-n为根据试验求得的模型参数；t为入渗时间min；i(t)为土壤入渗速率mm·min^-1。

如图1所示，本发明实施例提供的检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型构建方法，包括：

S101：采用室内土柱模拟土柱法，检测不同农用残膜含量对土壤入渗过程的影响；

S102：运用多个入渗模型对实测数据进行处理和拟合，得出适合的含残膜土壤的水分入渗过程的检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型。

下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

1、材料与方法

1.1实验材料与装置

供试土壤取自宁夏银川贺兰山地区，供试土壤去除大粒径杂质后，自然风干、碾压后过2mm筛，制成备试土样。试验残膜选用当前市场上较为常见的农用地膜类型，根据严等人的研究将农用地膜裁剪为4cm²的正方形以供实验。

实验采用室内模拟土柱法测定残膜对于土壤水分入渗过程的影响。试验装置土柱、马氏瓶、支架组成。其中土柱由5mm厚有机玻璃材料制作，内径为15cm，高为100cm。马氏瓶由统一型号的玻璃放水瓶改装，其内径19cm，截面积为283.53cm²，高为50cm。

1.2实验设计与方法

已表明，残留农膜主要分布在土壤表层，其中0～10cm土层残留量约占残膜量的70％，10～20cm土层残留量约占残膜总量的30％。且残留农膜在土壤中会逐渐呈现碎片化，碎片面积集中在3～5cm。根据以上研究基础，设置了5组残膜量处理(0、100、200、400、800kg/hm²)分别用T0、T1、T2、T3、T4表示，残膜埋设在土壤表层0～20cm范围内，其中0～10cm残膜量占残膜总量的70％，10～20cm残膜量占残膜总量的30％。

装土容重为土壤天然容重1.35g/cm³，装土高度40cm。按照不同的残膜量将农膜与土壤混合均匀，按每5cm一层、分层装入土柱中，层间打毛，以保证土层之间接触紧密，装土前在需要在土柱内壁上均匀涂抹凡士林以消除壁面优势流的影响。入渗时需保持水头高度为5cm。数据记录时采用秒表计时，分别记录各个实验组的入渗时间、湿润锋进程和马氏瓶水位的变化。前5min每10s记录一次数据，5-12min每30s记录一次数据，12-30min每1min记录一次数据，30-90min每5min记录一次数据，90-300min每15min记录一次数据,300min以后每30min记录一次数据直至湿润锋在土柱中运移完成为止，同时记录对应时间的湿润峰位置。

利用Excel 2003对数据进行分析，绘制各个参量随时间变的折线图，利用SPSS18.0软件对数据进行采用单因素方差分析及LSD多重比较来确定各实验组的初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率的均值差，并用Origin 8软件对)Kostiakov模型、Philip模型、Horton模型、通用经验模型进行拟合。

2、结果与分析

2.1不同残膜含量对累计入渗量的影响

根据各个实验组的实验记录数据，将含有不同残膜量土壤的累积入渗量随入渗历时的变化进程绘于图2。从图可以发现：在土壤入渗的过程中，累积入渗量都随着入渗时间的延长而增大。随着土壤中残膜含量的增加，在相同的时间内累计入渗量呈减小的趋势。且在入渗初期不同残膜处理量之间的差异较小，随着入渗时间的增加，不同残膜量之间的差异愈发明显。累计入渗量按大小依次排列是：T0>T1>T2>T3>T4。在入渗时间为390min时,T0、T1、T2、T3、T4的累计入渗量分别是178.57、170.23、168.14、167.28、158.84mm。

2.2不同残膜含量对湿润峰进程的影响：

图3为含有不同残膜量土壤的湿润锋深度随时间的变化。从图中可以看出，湿润峰的变化趋势与累计入渗量相似。随入渗过程的进行，湿润峰深度不断增加。在入渗初期不同残膜量处理间的差异较小。随着入渗进程的推进，相同时间内随着残膜量的增加土壤的湿润锋运移距离变小。在入渗初期，入渗速率变化较快。不同残膜量处理对湿润锋的影响较小，并无显著差异。随着入渗进程推进，不同残膜量处理差异显著，不同处理入渗速率差异也逐渐变大。当不同残膜量处理湿润锋运移至30cm处时，T0～T4处理平均运移时间分别为180min、217min、276min、340min、420min即土壤中残膜量越多，湿润锋运移相同距离所需时间越长。

2.3土壤入渗特征及其与残膜含量的关系：

土壤水分入渗过程是水分透过土表进入土体形成土壤水的过程，入渗率是反映土壤水分入渗快慢的直接指标。在不同残膜量影响下土壤的入渗速率变化过程，中可以看出入渗速率随着时间的变化趋势一致，均逐渐减小，但湿润锋运移至40cm土层深度时的入渗历时不同。T0～T4实验组分别耗时390、420、510、600、660min且入渗速率随残膜量的增加而变小。含残膜的实验组的入渗时间均比T0长，说明土壤中的残膜破坏了土壤孔隙连续性，阻断了毛管孔隙，降低了入渗率。入渗初期入渗速率迅速下降，一段时间后趋于平缓。

表征土壤入渗的主要参数为土壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率和累计入渗量。

从表1可以看到实验组中的初始入渗率大都存在显著性差异，这是因为在入渗初期，土壤中残膜改变了土壤的空隙，继而影响了土壤的入渗速率，且不同残膜含量间的差异明显。T0～T4实验组的稳定入渗率分别为0.2850、0.2643、0.2290、0.1806和0.1792(mm/min),含有残膜的实验组的稳定速率低于T0实验组，T0与T1和T2、T3、T4之间存在显著性差异，且稳定入渗率随着残膜的增加而减小。即残膜对水分入渗的阻碍作用随残膜的增加而增强。

表1不同处理土壤入渗特性

同列数值后不同小写字母者表示处理间在5％水平差异显著。

2.4土壤水分入渗过程模拟：

为了进一步说明残膜含量对土壤水分入渗过程的影响，根据累积入渗量随时间变化的趋势，选取Kostiakov模型、Philip模型、Horton模型和通用经验模型对不同残膜含量对土壤入渗过程进行拟合，分析不同模型的适宜性和准确度。模拟结果见表2。

(1)Kostiakov模型：i(t)＝at^-b

式中，i(t)为土壤入渗速率(mm·min-1)；t为入渗时间(min)；a、b为根据试验求得的模型参数。

(4)Philip模型：i(t)＝1/2St-0.5+A

式中，S为土壤吸渗率(mm·min^-0.5)，t为入渗时间(min)；根据试验采用模型求得；A为稳定入渗率(mm·min^-1)。

(3)Horton模型：i(t)＝i_c+(i₀-i_c)e^-kt

式中，i_c为稳定入渗率(mm·min^-1)；i₀为第一个单位末的入渗速率(mm·min^-1)。t为入渗时间(min)；k为试验求得的模型参数。

(4)通用经验模型：i(t)＝a+bt^-n

式中，a、b、-n为根据试验求得的模型参数；t为入渗时间(min)。

土壤水分入渗回归模型对各处理拟合程度存在差异。不同模型对入渗过程的拟合效果可以用回归方程的决定系数R²表示，R²越大，拟合效果越好。从表2中拟合结果可以看出。通用经验模型和Kostiakov模型R²值均大于0.9，而Philip模型和Horton模型R²值小于0.9。所以各处理土壤入渗模型中拟合效果为通用经验模型优于Kostiakov模型优于Philip模型优于Horton模型。

表2各处理土壤入渗模型回归分析

Tab.2Model regression analysis of soil infiltration process fordifferent treatments

i(t)为入渗速率，t为入渗时间。i(t):Infiltration rate；t:Infiltrationtime。

3、讨论：

3.1不同残膜含量对累积入渗量的影响：

在本实验土壤的入渗过程中，累计入渗量均随着时间的延长呈减小的趋势。且随着残膜量的增加，在相同入渗时间内，累计入渗量减小。是由于当土壤中含有残膜时，由于残膜的不透水性，会直接堵塞原来的土壤孔隙，相当于导致土壤中孔隙数量的急剧下降，使下层孔隙充水不充分，造成土壤过水能力减小，则土壤中残膜量越多，在相同入渗时间内累积入渗量越少。因此，随着残膜含量的增加，能提供给植物生长发育所需的水分，就越少。因此会在一定程度上影响植物的生长。

3.2不同残膜含量对湿润峰进程的影响

在入渗过程中，在相同时间内，没有残膜存在的湿润峰下移深度比有残膜存在的均质土壤深。在150min时。T0～T5实验组的湿润峰进程分别是28.22、26.1、23.22、20.75、18.47cm，且随着残膜含量的增加，湿润峰深度逐渐减小。这是因为残膜的存在改变了土壤水分运动通道和过水断面，即减少了土壤中的空隙度，从而阻碍了土壤水分的运移。在实验入渗初期，入渗速率变化较快，是因为入渗初期，土壤表面比较干燥，湿润锋锋面的水势梯度和非饱和度大，入渗速率快，从而导致湿润峰进程较快。随着入渗的进行。土壤含水率逐渐增加。此时残膜对于水分运移的阻碍作用出现，并随着残膜含量的增加逐渐加强。

为了充分分析湿润锋随不同残膜含量的变化趋势，根据曲线形状，采用幂函数对湿润锋深度随时间的变化过程进行拟合，即：Z＝A*t ^B；式中，Z为湿润锋深度(mm)，t为入渗历时(min)，A、B为拟合参数。拟合结果见表3。由表3可见：A值随着残膜含量的增加而减小，B值随着残膜含量的增加而增大，但是变化范围不是太明显。其相关系数均大于0.98，有较好的相关关系。因此，含有残膜的土壤的湿润锋深度随时间的关系遵从幂函数规律。

表3不同残膜含量下湿润锋随时间变化过程的拟合结果

Tab.3Fitting variation of wetting front on with time under differentresidual film

注：A、B为拟合参数，R²为决定相关系数。

3.3土壤渗透特征及其与残膜含量的关系：

实验入渗过程与土壤质地和土壤结构相关，本实验选用同一种土壤作为实验对照即土壤质地相同。在本实验中残膜含量作为唯一的变量，即残膜含量改变了土壤结构，导致实验组出现不同差异。本实验表明，含有残膜的实验组均比不含残膜的时间组入渗时间更长。且入渗速率随着残膜含量的增加逐渐减小。这是因为残膜的存在破坏了土壤孔隙连续性，阻断了毛管孔隙，易引起土壤中的大孔隙堵塞，在土壤中形成阻隔层，阻碍水分垂直入渗，导致入渗速率下降。在入渗初期，入渗速率变化较为剧烈，迅速下降，但各个实验组差异不明显。这是因为土壤比较干燥，初始含水率低土水势越低，对水分子的吸力更大，土壤水分下渗更快^]。一段时间后逐渐趋于平缓，最后达到稳定状态。

3.4土壤水分入渗过程模拟：

土壤水分入渗回归模型对各处理拟合程度存在差异。由表2中拟合结果可以看出，通用经验模型优于Kostiakov模型优于Philip模型优于Horton模型。但T2实验中，Horton模型优于Philip模型。R²值分别为0.9223和0.90112。且除了T2实验Horton模型对其余4个实验组的土壤入渗过程拟合效果较差。其中T4实验通用经验模型模拟最好，R²值为0.96738。对于使用Kostiakov模型对土壤入渗过程拟合结果显示，参数a值在2.77201～4.39679之间，a值越大入渗曲线的斜率越大，瞬时入渗率衰减越快。Philip模型拟合得到的吸渗率S整体上随残膜量增加而递减，吸渗率S与入渗水头、土壤质地和地表粗糙度等因素相关。残膜增大了地表的粗糙程度，加强了入渗阻力，土壤中的大孔隙度减少，导致土壤吸湿率减小。

综上所述，对与T0～T4土壤入渗过程，通用经验模型拟合的决定系数均最高，且模型参数具有物理意义，是描述研究土壤入渗过程的较好模型。更适合描述含残膜土壤的水分入渗过程。虽然Kostiakov模型对5个实验组的入渗拟合效果也较好，但是有t→0时I(t)→∞，t→∞时I(t)→0，不符合实际情况。

4、结论

本发明采用室内土柱模拟土柱法，分析了不同农用残膜含量对土壤入渗过程的影响，并对其原因进行了探讨和运用入渗模型对实测数据进行处理和拟合，得出适合的含残膜土壤的水分入渗过程的入渗模型。得出如下结论：

(1)土壤中残膜含量对土壤入渗能力有很大的影响。在土壤入渗的过程中，土壤水分入渗至40cm的土层深度时的入渗历时随残膜量增加而延长。累积入渗量均随入渗时间的延长而减小，且随着残膜含量的增加，在相同入渗历时内，累积入渗量也是减小的。残膜含量对湿润锋的影响效果与累积入渗量基本一致。残膜的存在影响水分在土壤中的入渗与分布。土壤稳定入渗率随着残膜量的增加而减小，残膜含量与入渗率呈负相关关系。因此，残膜存在不利于土壤水分入渗过程，会堵塞土壤中孔隙。

(2)通用经验入渗模型与Kostiakov模型都可以较好地描述覆盖砾石土壤的水分入渗的变化过程，但通用经验入渗模型模拟效果更好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型，其特征在于，所述检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型为：

i(t)＝a+bt^-n；

式中，a、b、-n为根据试验求得的模型参数；t为入渗时间min；i(t)为土壤入渗速率mm·min^-1。

2.一种如权利要求1所述检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型构建方法，其特征在于，所述检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型构建方法包括：

采用室内土柱模拟法，检测不同农用残膜含量对土壤水分入渗过程的影响；并运用多个入渗模型对实测数据进行处理和拟合，得出适合的含残膜土壤的水分入渗过程的数值模型，并利用其检测含农用残膜土壤水分入渗过程及其特征。

3.权利要求2所述检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型构建方法，其特征在于，所述多个入渗模型包括：

(1)Kostiakov模型：i(t)＝at^-b

式中，i(t)为土壤入渗速率mm·min^-1；t为入渗时间min；a、b为根据试验求得的模型参数；

(2)Philip模型：i(t)＝1/2St-0.5+A

式中，S为土壤吸渗率mm·min^-0.5，t为入渗时间min；根据试验采用模型求得；A为稳定入渗率mm·min^-1；

(3)Horton模型：i(t)＝i_c+(i₀-i_c)e^-kt

式中，i_c为稳定入渗率mm·min^-1；i₀为第一个单位末的入渗速率mm·min^-1；t为入渗时间min；k为试验求得的模型参数；

(4)通用经验模型：i(t)＝a+bt^-n

式中，a、b、-n为根据试验求得的模型参数；t为入渗时间min。

4.权利要求2所述检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型构建方法，其特征在于，所述室内土柱模拟土柱法包括：

设置0、100、200、400、800kg/hm²5组不同残膜量进行处理，每组做3个重复实验；

利用垂直一维定水头入渗法，分析土壤湿润锋的运移规律和累积入渗量规律并比较各组土壤入渗特性和模型模拟土壤入渗过程。

5.权利要求4所述检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型构建方法，其特征在于，所述土壤湿润锋的运移规律为土壤的湿润锋深度与时间呈幂函数关系；

公式为：

Z＝A*t^B；

式中，Z为湿润锋深度mm，t为入渗时间min，A、B为拟合参数。

6.一种利用权利要求4所述检测农用残膜对土壤水分入渗性能的模型的检测农用残膜对土壤水分入渗性能的系统。