第七章 土壤水水分移动与循环.pptVIP

第一节 土壤液态水运动 （二）土壤水的有效性 土壤水的有效性是指土壤水能否被植物吸收利用及其难易程度。 不能被植物吸收利用的水称为无效水，能被植物吸收利用的水称为有效水。 一般把田间持水量视为土壤有效水的上限。所以田间持水量与萎蔫系数之间的差值即土壤有效水最大含量。 三、土壤水分的空间变异性 第四节、农田土壤水动态与调控 二、农田灌溉与灌溉量计算 一、土壤灌溉计划湿润层深度确定 （三）灌溉日期与灌溉量的确定 灌溉量与灌溉日期确定的原理，主要是依据农田土壤水平衡方程式：?W=P+I+U-ET-R-In-D 和土壤水分平衡简化式：?W=P+I-ET-D 进行计算。 三、农田排水 农田排水的目的：（1）除涝；（2）防渍；（3）防盐。 生产实践中一般采用排水沟（明沟）、排水管（暗管）或“鼠道”排水洞进行农田排水。 第五节 土壤中溶质运移 一、溶质的对流运移 土壤溶质随运动着的土壤水而移动的过程称为对流。对流引起的溶质通量与土壤水通量和水的浓度有关， 可用下式表示： Jc = q · C 式中: Jc为溶质的对流通量(密度),mol ·m-2 ·s-1; q为水通量(密度), m ·s-1;C为浓度,mol ·m-3或kg ·m-3(也常用mmol ·L-1,g ·L-1) 二、分子扩散与溶质弥散 （一）分子扩散 扩散是指由于分子的不规则热运动即布朗运动引起的运动, 是一个不可逆过程。 扩散作用常用费克第一定律来表示: 式中Js为溶质的扩散通量,mol·m-2s-1或kg·m-2s-1；D0为溶质的有效扩散系数m2·s-1；dC/dx为浓度梯度。 （二）机械弥散 溶质的机械弥散作用是由于土壤孔隙中水的微观流速的变化而引起的： 机械弥散虽然在机制上与分子扩散不同，但可以用相似的表达式： （三）水动力弥散 机械弥散和扩散在土壤中都引起了溶质浓度的混合和分散，而且微观流速不易测定，弥散与扩散结果也不易区分，所以在实际应用中常将两者联合起来，称为水动力弥散， 三、土壤溶质的动态特性 （一）土壤溶液的总浓度 （二） 土壤溶液中的养分浓度 （三）土壤溶液中其它元素浓度 一般情况下，主要元素的浓度为10-2~10-4mol/L，微量元素浓度则在10-6mol/L以下。 * 第七章 土壤水分移动与循环 一、土壤饱和流 (Soil Saturated Water Flow) 饱和流的推动力主要是重力势梯度和压力势梯度，基本上服从饱和状态下多孔介质的达西定律(Darcy’s law)。 单位时间内通过单位面积土壤的水量，土壤水通量与土水势梯度成正比。 土壤所有的孔隙都充满了水时，水分向土壤下层或横向运动的速度。 饱和流导水率 (Saturated hydraulic conductivity) 饱和导水率的特点 ① 饱和率是常数 ② 是土壤导水率的MAX ③ 主要取决于土壤的质地 和结构。 沙质土 壤质土 粘质土 影响饱和导水率的因素 质地 水通量与孔隙半径4次方呈正比。 结构 土壤结皮对土壤饱和导水率有显著的影响。 有机质含量。 粘土矿物种类。 二、土壤非饱和流（unsaturted soil water flow) 土壤非饱和流的推动力主要是基质势梯度和重力势梯度。它也可用达西定律来描述，对一维垂向非饱和流，其表达式为： 非饱和流导水率 (unsaturated hydraulic conductivity) 土壤水吸力和导水率之间的关系 K(?m)为非饱和导水率，d?/dx为总水势梯度 (water potential gradient) 非饱和导水率是土壤基质势的函数。 饱和条件下的总水势梯度可用差分形式，而非饱和条件下则用微分形式： 饱和条件下的土壤导水率Ks对特定土壤为一常数，而非饱和导水率是土壤含水量或基质势（?m）的函数。 非饱和条件下土壤水流的数学表达式与饱和条件下的类似，二者的区别在于： 三、土壤水分入渗与再分布 （一） 水分入渗（