坡面入渗问题的研究及进展

入渗是指降水降落到地面后，水从土壤表面入渗到土壤深层形成土壤水的过程。入渗受到多方面因素影响，是一个十分复杂的过程，它与降水强度、土壤初始含水率、土壤理化性质以及植被等因素均有关。
对入渗问题的研究始于 1856 年达西提出的渗流力学基本定律达西定律。1877年布利格斯提出了毛管假说，1904 年，白金汉在描述水在土壤入渗时采用能量转换关系，他设想水通过土壤类似于热能或电能通过导体，提出了“毛管势”的概念，创立了入渗模型理论基础。葛利-恩柏特假设水导系数为常数，应用达西定律推出了入渗公式。加德纳尔于 1919～1921 年间先后发现了毛管传导和扩散现象。
1936 年，查尔兹明确提出了应用扩散系数为常数的入渗量估算法，但是由于扩散系数为含水量的函数，实测结果与采用常数计算结果相差较大。随着研究进一步深入，对入渗的研究逐渐从定性描述发展到定量化的研究中来。特别是进入 20 世纪 80 年代，伴随着电子计算机和数值模拟技术的发展应用，对土壤入渗的研究进入了新的阶段。
土壤入渗模型的研究也有很长的历史。如 1911 年提出的Green-Ampt积水入渗模型，以及后来出现的Horton模型（1940），Philip模型（1957）等。由于Green-Ampt模型形式简单，物理概念明确，以及良好的扩展性和可靠的应用效果受到广泛重视，在Mein＆Larson（1973）和Chu（1978）两次改进后，使其可应用于不均匀降雨的入渗计算，使得Green-Ampt模型成为应用最广泛和最有效的模型。在国内，Green-Ampt模型没有Horton模型应用广泛，但Horton模型物理意义没有Green-Ampt模型清晰。也有使用基本土壤水分运动微分方程求解的，但其参数难以获取，计算也较复杂。
很多学者依据入渗理论提出了很多水分入渗的数学模型。1911 年Green与Ampt在实验研究的基础上提出了入渗速率与水势梯度的关系模型，开辟了应用数学模型分析土壤入渗研究的新阶段。C.L.Larson等人分析论证了Green-Ampt模型中各项物理参数的求解。
随着研究的深入，关于降水入渗的研究，已经发展到在复杂的降雨条件下对土壤入渗的影响研究中来，开展了室内模拟降雨条件下的入渗研究，以及在野外人工降雨条件下的入渗研究等，为进一步研究自然条件下的降水入渗奠定了基础。
截止目前，对入渗的研究，已经从一维空间发展到了三维空间，从均质土壤、土壤初始含水率相同发展到了非均质土壤、土壤初始含水率不等，采用的数学方法也不断更新发展，计算机模拟入渗技术也在不断发展进步。