近日，北部湾大学水利与海岸工程学院杨松教授在期刊《Journal of Hydrology》（中科院1区TOP，IF=6.3）发表了关于极度斥水砂土在后临界水头条件下水力响应机制的最新研究成果：“Water infiltration characteristic curve of extremely water-repellent sandy soils”（论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169425019894）。

极度斥水砂土(接触角θ>90°)因其卓越的防渗性能，在垃圾填埋场衬垫、边坡防护层及遗址保护工程中具有不可替代的应用价值。针对超临界水头条件下极度斥水砂土水力响应机制不明的理论缺口，本研究通过融合毛细管束理论与亲水土土水特征曲线(SWCC)模，构建了分段式的极度斥水砂土浸水特征曲线(RS-WICC)预测模型：当外部水头h小于临界水头hcr时，含水率恒定于初始值θ₀，极度斥水砂土呈现完全防渗特性；当h＞hcr时，含水率随水头升高呈非线性增长。并揭示了粗孔隙优先充水形成优先流通道、细孔隙渐进润湿的斥水土充水机理，该过程与亲水土壤土水特征曲线的主干燥曲线在物理机制上呈现轴对称特性。基于4种级配砂土(S1-S4)的室内试验验证表明：幂函数结构的RS-WICC模型更适应极度斥水砂土的充水非线性特征，其中基于VG模型的RS-WICC模型具有较高的预测精度，平均决定系数R²达0.997，且在间断点处的连续性误差较其它模型低很多。研究成果不仅完善了斥水土壤渗透理论，也为进一步研究土壤优先流机制奠定了基础。

北部湾大学为文章第一完成单位，杨松教授为文章第一作者。该研究得到了国家自然科学基金(41867038)和八桂青年拔尖人才项目的资助。

图2 极度斥水砂土入渗过程的毛细管模型

图2 土壤水分特征曲线与入渗特征曲线之间的对称性

图3 土壤水分特征曲线与入渗特征曲线的分区比较