土壤水動力學考題以及答案doc

本文格式為Word版，下載可任意編輯——土壤水動力學考題以及答案doc1.土壤水基質勢，P14。

土壤水的基質勢是由于土壤基質對土壤水分的吸持作用引起的。單位數(shù)量的土壤水分由非飽和土壤中的一點移至標準參考狀態(tài)，除了土壤基質作用外其他各項維持不變，則土壤水所做的功即為該點土壤水分的基質勢。2.土壤水吸力，P18。

土壤水吸力是土壤基質勢和溶質勢的負數(shù)，在研究田間土壤水分運動時，溶質勢一般不考慮，因此，一般所說的土壤水吸力指土壤基質的吸力。3.導水率，P29

非飽和土壤的導水率K又稱為水力傳導度，由于土壤中部分孔隙為氣體所填充，故其值低于該土壤的飽和導水率。4.土壤水擴散率，P38。

非飽和土壤水的擴散率D(?)為導水率K(?)和比水容量C(?)的比值。5.比水容量，P19

土壤水分特征曲線斜率的倒數(shù)即單位基質勢的變化引起的含水量變化，稱為比水容量。6.穩(wěn)定蒸發(fā)P133

在蒸發(fā)的起始階段，表土的蒸發(fā)強度不隨土壤含水率降低而變化，稱為穩(wěn)定蒸發(fā)階段。7.土壤水分入滲P77

土壤水分入滲是指水分進入土壤的過程。

8.零通量面P52

土壤中任一點的土壤水分通量由達西定律q??K(?m)?當水勢梯度面ZFP。

9.土壤入滲特性曲線受哪些因素的影響？各影響因素如何對其產生影響？P20

土壤水分特征曲線受土壤質地、土壤機構、溫度和土壤中水分變化的過程等因素的影響。

（1）一般說，土壤的粘粒含量愈高，同一吸力條件下土壤的含水率愈大，或同一含水率下其吸力值愈高。這是由于土壤中粘粒含量增多會使土壤中的細小孔隙發(fā)育的起因。

（2）土壤愈密實，則大孔隙數(shù)量愈減少，而中小孔徑的孔隙愈增多，因此，在同一吸力值下，干容重愈大的土壤，相應的含水率一般也要大些。

（3）溫度升高時，水的粘滯性和表面張力下降，基質勢相應的增大，或說土壤水吸力減小，在低含水率時，這種影響表現(xiàn)的更加明顯。

（4）對于同一土壤，即使在恒溫條件下，由土壤脫濕過程和土壤吸濕過程測得的水分特征曲線也是不同的。這一現(xiàn)象已為好多試驗資料所證明，這種現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象。

10.非飽和土壤水力傳導度受哪些因素的影響？如何影響？P32（1）非飽和土壤的導水率K值大小與土壤質地有關。一般地說，砂

??給出，?z???0時，該處的通量q＝0，則稱該處的水平面為零通量?z性土壤的導水率比粘性土壤的要大。但是，當吸力值很高時，由于砂性土壤中絕大部分孔隙中的水被排空，成為不導水的孔隙，此時砂性土壤的導水率反而粘性土壤的為低。

（2）非飽和土壤的導水率K值還與土壤的結構有關。將土壤密實后，大孔隙減小而小孔隙增加，因此，對于同一含水率，導水率值將隨土壤干容重的增大而減小。

（3）非飽和土壤的導水率K和含水率θ的關系，一般認為受滯后作用的影響較小，但它和基質勢的關系則受到一定程度的滯后影響。11.土壤蒸發(fā)的三個過程是什么？各過程的特點和決定性因素是什么？P133

（1）表土蒸發(fā)強度保持穩(wěn)定的階段。在蒸發(fā)的起始階段，當?shù)乇砗矢哂谀骋慌R界值時，盡管含水率有所變化，但地表處的水汽壓依舊維持或接近于飽和水汽壓。這樣，在外界氣象條件維持不變時，水汽壓梯度基本上無變化。結果含水率的降低并不影響水汽的擴散通量。另一方面，表土含水率的減小將使得地表土壤的導水率有所降低，但這正好為土壤中向上的吸力梯度增加所補償，故而土壤仍能向地表供水。穩(wěn)定蒸發(fā)階段蒸發(fā)強度的大小主要由大氣蒸發(fā)能力決定，可近似為水面蒸發(fā)強度E0。此階段含水率的下限，即臨界含水率的大小和土壤性質及大氣蒸發(fā)能力有關。

（2）表土蒸發(fā)強度隨含水率變化的階段。當表土含水率低于臨界含水率以下時，不僅土壤的導水率隨土壤含水率的降低或土壤水吸力的增高而不斷減少，而且導致土壤水分向上運移的吸力梯度和前一

階段不同而呈不斷減少的趨勢。因此，流向地表的土壤水通量，亦即土壤的供水能力，不可避免的減小下來，由于表層土壤消耗的水分得不到補充，因此含水率進一步減小，另一方面，隨著表土含水率的降低，蒸發(fā)強度隨之減弱。

（3）水汽擴散階段。當表土含水率很低，例如低于凋萎系數(shù)時，土壤輸水能力極弱，不能補充表土蒸發(fā)損失的水分，土壤表層形成干土層，干土層以下的土壤水分向上運移，在干土層的底部蒸發(fā)，然后以水汽擴散的方式穿過干土層額進入大氣。在此階段，蒸發(fā)面不是在地表，而是在土壤內部。蒸發(fā)強度的大小主要由干土層內水汽擴散的能力控制，并取決于干土層的厚度，一般來說，其變化速率十分緩慢而且穩(wěn)定。

12.寫出一維水平入滲問題的定解問題，并簡述解析解求解步驟。P83

對水平半無限長的均質土柱來說，初始含水率?i均勻，進水端含水率?0恒定（第一類邊界），且擴散率為常數(shù)D的定解問題是

???2??D2（1）?t?x???it?00?x??（2）???0t?0x?0（3）

???it?0x??（4）

上述定解問題可用拉普拉斯變換求解。設未知函數(shù)?(x,t)拉氏變換后相應的象函數(shù)為?(x,p)，p是拉氏變換參數(shù)。按拉氏變換定義

?(x,p)?Lt???x,t????e?pt?(x,t)dt（5）

0~~?式中，符號Lt?f?x,t??表示就變量t對函數(shù)f?x,t?進行拉氏變換。根

據(jù)拉氏變換定理可知

~????x,t???x,t????x,0?Lt??p????t?~??2??x,t??d2??x,p?Lt???22?xdx??由此，基本方程經拉氏變換后為

~?id2??x,p?p~??（6）??x?p??2DdxD此方程是象函數(shù)??x,p?的二階線性常系數(shù)非齊次微分方程，方程的通解為

??x,p??c1ex~p/D~?c2e?xp/D??ip（7）

為了求得通解中任意常數(shù)c1和c2，需要對式（3）和式（4）表示的邊界條件進行拉氏變換可得

??0,p??~?0p和???,p??~?ip

此即象函數(shù)的定解邊值。將其應用于通解（7），則可求得任意常數(shù)

c1?0和c2??0??ip

由此，得出象函數(shù)的解為

??x,p?