The heterogeneity of water flow and solute transport was assessed during radioactive tracer infiltration experiment in a black clay loam soil using modified methods to estimate the effective cross section (ECS) and the degree of preferential flow (DPF). The results of field and numerical experiments showed that these parameters characterized the heterogeneity of water flow in the soils unequivocally. The ECS decreases non-linearly and the DPF increases linearly with an increase of the bypassing ratio (ratio of macropore flow rate to total flow rate). The ECS decreased and the DPF increased with depth, which suggests an increase in the heterogeneity of water flow with depth. The plot of the DPF against ECS values calculated from the tracer experiment data was consistent with the relationship obtained by the numerical simulation assuming preferential flow in the neighbourhood of three probes.
The main objective of this study is to assess the effect of hysteresis of soil hydraulic properties on model predictions of soil water movement in a variably saturated soil. The model predictions are generated by the S1D model, which is based on numerical solution of one-dimensional Richards’ equation. The analysis is made for a loamy sand soil located in a small headwater catchment. The model is used to simulate the development of soil water pressure during three successive vegetation seasons. Three major simulation scenarios are formulated: the first scenario assumes no hysteresis in soil hydraulic properties, the second scenario involves a predefined hypothetical hysteresis, while the third scenario is based on optimized hysteresis, determined through the inverse modeling procedure. The analysis of the simulation results suggests that, in our case, ignoring hysteresis does not lead to any significant deviation of the model predictions from the observed soil water system responses. and Možnosti efektivně matematicky modelovat proudění vody v přirozených půdních formacích omezuje komplikovanost určení půdních hydraulických charakteristik, a to nejen s ohledem na jejich prostorovou a časovou variabilitu, ale také hysterezi. Příspěvek je zaměřen na testování vlivu hystereze na výsledky simulací proudění půdní vody v podmínkách malého horského povodí. Numerický model S1D, řešící Richardsovu rovnici v jednorozměrném tvaru, byl použit k výpočtu sezónního vývoje tlaku půdní vody. V simulacích byla alternativně uvažována hystereze retenční křivky. Odchylky mezi odezvami modelu a měřeními byly minimalizovány optimalizací scaling faktorů. Rozsáhlý srovnávací soubor uskutečněných optimalizací umožnil posoudit rozdíly modelové odezvy dvou hysterezních a jedné nehysterezní varianty a kvantifikovat dopad zanedbání hystereze na přesnost předpovědi modelu. Neuvažování hystereze v našem případě nezhoršuje schopnost modelu popsat změny půdní vlhkosti.