農(nóng)田灌溉原理

第一章農(nóng)田灌溉原理

水利與建筑工程學(xué)院農(nóng)業(yè)水利工程系2006年5月第一篇灌溉工程第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況第二節(jié)作物需水量與灌溉制度第三節(jié)非充分灌溉原理與作物水分生產(chǎn)函數(shù)第四節(jié)灌溉用水量與灌水率第一章農(nóng)田灌溉原理第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況本章的教學(xué)目的：要求學(xué)生掌握作物需水量的估算方法，了解農(nóng)作物灌溉制度制訂的一般方法，掌握作物灌溉制度制定中有關(guān)參數(shù)（如土壤含水量上下限、計(jì)劃濕潤(rùn)層、有效降雨量、地下水利用量等）的擬定方法掌握利用農(nóng)田水量平衡方程式制定農(nóng)作物灌溉制度的方法；了解我國(guó)主要農(nóng)作物的灌溉制度；了解非充分灌溉原理與作物水分生產(chǎn)函數(shù)的一般概念凈灌溉用水量和毛灌溉用水量概念及計(jì)算方法；單一作物一次灌溉用水量和灌區(qū)多種作物灌溉用水量；灌水流量與灌水率；灌水率圖的繪制與修正。學(xué)習(xí)提綱一、農(nóng)田土壤水分存在的基本形式二、作物生長(zhǎng)對(duì)農(nóng)田土壤水分狀況的要求三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)四、土壤—植物—大氣連續(xù)體水分運(yùn)移五、農(nóng)田土壤水調(diào)控第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況第一節(jié)

農(nóng)田土壤水分狀況

農(nóng)田水分狀況是農(nóng)田灌排系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)和管理的基礎(chǔ)。農(nóng)田水分狀況是指農(nóng)田地面水、土壤水和地下水?dāng)?shù)量的多少、存在的形式及其在時(shí)空上的變化。農(nóng)田土壤水與作物生長(zhǎng)關(guān)系最為密切，它直接影響到作物生長(zhǎng)的水、氣、熱、養(yǎng)分等狀況。而地面水和地下水只有通過(guò)一定的轉(zhuǎn)化關(guān)系變?yōu)橥寥浪?，才能為作物直接吸收利用。因此，農(nóng)田土壤水分狀況是作物生長(zhǎng)環(huán)境的核心。

一、農(nóng)田土壤水分存在的基本形式

1．常用的術(shù)語(yǔ)

空氣air

1).土壤干容重:r=Ws/V.

水分water

2).土壤含水量:β=Ww/Ws*100

(占干土重%)土壤

soil

θ=Vw/V*100

(占土體%)

ρ水=Ww/Vwθ=β*r/ρ水

=Ww/Ws*Ws/V*Vw/Ww=Vw/V2.土壤水分測(cè)定方法1).取土烘干法；2).負(fù)壓計(jì)法；3).r射線法；4).中子儀法5).時(shí)域反射儀（TDR）;6).電測(cè)法。

VWsWwVwVsWaWVa烘干測(cè)定法

儀器設(shè)備：土鉆、鋁盒（已知重量和編號(hào)）、烘箱、剖面刀和電子天平（或分析天平）儀器準(zhǔn)備取土稱重烘干稱重計(jì)算操作步驟：4301/4302中子儀（美國(guó)產(chǎn)）CPN503DR中子儀2500S電子張力計(jì)（法國(guó)）TDR測(cè)定儀管式TDR土壤水分測(cè)定儀Diviner2000一、農(nóng)田土壤水分存在的基本形式

3．土壤水分常數(shù)及存在形式1）θs飽和含水率2）

θf(wàn)c田間持水率3）毛管斷裂含水率4）PWP永久凋萎點(diǎn)

θs

飽和含水率

θf(wàn)c田間持水率

重力水毛管水

薄膜水吸著水毛管斷裂含水率

PWP永久凋萎點(diǎn)多余水

易效水分有效水分無(wú)效水分一、農(nóng)田土壤水分存在的基本形式第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況吸濕水：緊束于土粒表面，不能在重力和毛管力作用下移動(dòng)。薄膜水：吸附于吸濕水外部，沿土粒表面進(jìn)行速度極小的移動(dòng)。毛管水：在毛管作用下土壤中所能保持的那部分水分，亦即在重力作用下不易排除的水分中超出吸著水的部分。上升毛管水：地下水沿土壤毛細(xì)管上升的水分。懸著毛管水：不受地下水補(bǔ)給時(shí)，上層土壤由于毛細(xì)管作用所能保持的地面滲入的水分。重力水：土壤中超出毛管含水率的水分在重力作用下很容易排出，這種水稱為重力水。一、農(nóng)田土壤水分存在的基本形式

一、農(nóng)田土壤水分存在的基本形式

4.土水勢(shì)土水勢(shì)Φ土的構(gòu)成：Φ土=Φp+Φg+Φm+Φo式中：1).Φp

為壓力勢(shì)，是由于壓力場(chǎng)中壓力差的存在而引起的水勢(shì)。對(duì)于非飽和土壤水，Φp=0。2).Φg為重力勢(shì)，是由于土壤水在重力場(chǎng)中受重力作用所引起的勢(shì)值。其大小是由土壤水在重力場(chǎng)中的位置，即相對(duì)于參考面的高差所決定的。3).Φm為基質(zhì)勢(shì)，是由于土-水系統(tǒng)中土壤固體特性所引起的一種勢(shì)能。即土壤固相部分吸水的基質(zhì)。一是由于土壤膠體顆粒具有巨大的表面能；二是土壤膠體表面所吸附的離子的水化作用；三是土粒間空隙的毛管作用。4).Φo為溶質(zhì)勢(shì)或稱滲透勢(shì)，是由于土壤中含有一定可溶性鹽類，溶于水中成為離子，離子水化時(shí)，對(duì)水分子的吸引作用。因此，對(duì)非飽和土壤，土水勢(shì)Φ土=Φg+Φm+Φo

例1：某農(nóng)田1m深以內(nèi)土壤質(zhì)地為壤土，其孔隙率為47%，懸著毛管水的最大含水率為30%，凋萎系數(shù)為9.5%（以上各值皆按占整個(gè)土壤體積的百分?jǐn)?shù)計(jì)），土壤容重為1.40g/cm3，地下水面在地面以下7m處，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層厚度定為0.8m。要求：計(jì)算土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層中有效含水量的上、下限，并分別用m3/畝，m3/ha和mm水深三種單位表示有效含水量的計(jì)算結(jié)果。第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況解：已知H=0.8mθ田=0.3θ凋=0.095γ土=1.4g/cm3，土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層中有效含水量的上、下限為:

Wmax=H×θ田=800mm×0.3=240mmWmax=H×θ田×667=0.8m×0.3×667m2=160.08m3/畝

Wmax=H×θ田×10000=0.8m×0.3×10000m2=2400m3/hm2Wmin=H×θ田=800mm×0.095=76mmWmin=H×θ田×667=0.8m×0.095×667m2=50.69m3/畝

Wmin=H×θ田×10000=0.8m×0.095×10000m2=760m3/hm2第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況二、作物生長(zhǎng)對(duì)農(nóng)田水分狀況要求

由于作物所需的水分是通過(guò)根系吸收土壤中的水分而得到的，對(duì)于不同的作物而言，其對(duì)農(nóng)田水分狀況的要求是不一樣的。

旱作物要求農(nóng)田具有適宜的含水率；對(duì)水稻而言則要求農(nóng)田具有適宜的淹灌水層．

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況二、作物生長(zhǎng)對(duì)農(nóng)田水分狀況要求

旱作物根系吸水層中允許的平均最大含水率為田間持水率。通常地面不允許積水；地下水位必須維持在根系吸水層以下一定深度處。1．旱作物對(duì)農(nóng)田水分狀況的要求第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況二、作物生長(zhǎng)對(duì)農(nóng)田水分狀況要求

由于大氣的溫度過(guò)高和相對(duì)濕度過(guò)低，陽(yáng)光過(guò)強(qiáng)，或遇到干熱風(fēng)造成植物蒸騰耗水過(guò)大，都會(huì)使根系吸水速度不能滿足蒸騰需要，這種情況謂之大氣干旱。

當(dāng)土壤含水率過(guò)低，會(huì)出現(xiàn)植物根系從土壤中所能吸取的水量難于滿足葉面蒸騰的消耗，而影響作物的生長(zhǎng)，這種現(xiàn)象稱為土壤干旱。當(dāng)植物根部從土壤中吸收的水分來(lái)不及補(bǔ)給葉面蒸騰時(shí)，植物體內(nèi)水分就會(huì)不斷減少，特別是葉片水分迅速降低，從而影響植物體水分平衡和協(xié)調(diào)，這種現(xiàn)象稱為作物生理干旱。大氣干旱和土壤干旱都會(huì)造成作物生理干旱。

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況二、作物生長(zhǎng)對(duì)農(nóng)田水分狀況要求

凋萎系數(shù)不僅決定于土壤性質(zhì)，它還與土壤溶液濃度、作物種類和生育期有關(guān)。使土壤溶液濃度不超過(guò)作物在各個(gè)生育期所容許的最高值是確定根系吸水層土壤最低含水率的一個(gè)重要指標(biāo)。式中：

S為根系吸水土層中易溶于水的鹽類數(shù)量（占干土重的百分?jǐn)?shù)）；C為允許的鹽類溶液濃度（占水重的百分?jǐn)?shù)）；為按鹽類溶液濃度要求所規(guī)定的最小含水率（占干土重的百分?jǐn)?shù)）。

以鹽漬土為例，根系吸水層內(nèi)土壤含水率應(yīng)不小于：第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況二、作物生長(zhǎng)對(duì)農(nóng)田水分狀況要求

2．水稻地區(qū)的農(nóng)田水分狀況

水稻采用淹灌的方法．灌溉水層上下限的確定，對(duì)水稻生產(chǎn)具有重要的實(shí)際意義。通常根據(jù)作物品種、生育階段、自然環(huán)境及人為條件由經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。

近幾年來(lái)，安徽、江蘇、山東、湖南、四川、湖北、廣西等省(自治區(qū))通過(guò)試驗(yàn)逐步形成了“淺水灌溉”、“間歇灌溉”、“淺、曬、濕”灌溉、“淺、曬、深、濕”等節(jié)水型灌溉方式。

作業(yè)經(jīng)測(cè)定某灌區(qū)土壤干容重為1.41g/cm3，田間持水量為23%（重量比），冬小麥拔節(jié)期計(jì)劃濕潤(rùn)層為0.6m,

土壤水分下限為70%田間持水量，假定土壤初始含水率為20%（重量比），試計(jì)算初始土壤儲(chǔ)水量；是否需要灌溉？其灌水量為多少？分別用m3/畝,mm和

m3/公頃表示。第一章農(nóng)田灌溉原理

水利與建筑工程學(xué)院農(nóng)業(yè)水利工程系2006年5月第一篇灌溉工程第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況（2）學(xué)習(xí)提綱一、農(nóng)田土壤水分存在的基本形式二、作物生長(zhǎng)對(duì)農(nóng)田土壤水分狀況的要求三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)四、土壤—植物—大氣連續(xù)體水分運(yùn)移五、農(nóng)田土壤水調(diào)控第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

土壤水是農(nóng)田水分存在的主要形式，土壤水分運(yùn)動(dòng)是農(nóng)田水分循環(huán)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。飽和水達(dá)西定律(1856)------毛管假設(shè)(1877)------水分形態(tài)分類(1877)----毛管勢(shì)概念（1907）----達(dá)西定律推廣(1931)研究土壤水分運(yùn)動(dòng)可用毛管理論（形態(tài)學(xué)）與勢(shì)能理論（能量觀點(diǎn)）。形態(tài)學(xué)簡(jiǎn)單、形象，可用來(lái)定性分析研究土壤水分問(wèn)題。應(yīng)用能量觀點(diǎn)研究土壤水分運(yùn)動(dòng)，便于用數(shù)學(xué)模擬方法及儀器定量反映土壤水分變化，為定量分析研究土壤水分問(wèn)題提供了條件。第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況1.土水勢(shì)概念：在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，可逆并且等溫地將無(wú)窮小單位數(shù)量的指定高度的純水，移至土壤中所必須做的功。勢(shì)的概念可應(yīng)用于土壤中水分運(yùn)動(dòng)的所有過(guò)程，如滲透、排水以及毛管上升等。土壤水分一直是從勢(shì)高的部位流向勢(shì)低的部位，并在這一移動(dòng)的過(guò)程中釋放能量。這個(gè)運(yùn)動(dòng)一直持續(xù)到其總勢(shì)在土壤中所有部分都相等為止。

三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況1.土水勢(shì)土壤中的水勢(shì)一般主要由重力勢(shì)、基質(zhì)勢(shì)、滲透勢(shì)、壓力勢(shì)、溫度勢(shì)等構(gòu)成。

重力勢(shì)（gravitationalpotential）：將單位數(shù)量的土壤水從某一點(diǎn)移動(dòng)到標(biāo)準(zhǔn)參照狀態(tài)（或參考狀態(tài)）水平處，而其他各項(xiàng)維持不變時(shí)，土壤水所做的功即為該點(diǎn)土壤水的重力勢(shì)。

土水勢(shì)＝基質(zhì)勢(shì)＋重力勢(shì)＋壓力勢(shì)＋溶質(zhì)勢(shì)＋溫度勢(shì)＝Φm+Φg+Φp+Φs+ΦT三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況1.土水勢(shì)

基質(zhì)勢(shì)（matricpotential）：又稱基膜勢(shì)，系土壤基質(zhì)對(duì)水分的吸持作用引起，水和土壤骨架之間的毛管力和吸附力將土壤水束縛在土壤中，為了克服這種吸持作用，將土壤水移動(dòng)到標(biāo)準(zhǔn)參照狀態(tài)（自由水，無(wú)束縛），必須對(duì)土壤水所做的功稱為土壤水的基質(zhì)勢(shì)。

壓力勢(shì)（pressurepotential）：由壓力場(chǎng)中的壓力差引起，常將標(biāo)準(zhǔn)參照狀態(tài)下的壓力定義為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓或當(dāng)?shù)卮髿鈮?，相?duì)于大氣壓力所存在的勢(shì)能差為壓力勢(shì)。三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況1.土水勢(shì)

溶質(zhì)勢(shì)（osmoticpotential）：系由于可溶性物質(zhì)（如鹽類）溶解于土壤溶液中，降低了土壤溶液的勢(shì)能所導(dǎo)致，由于溶質(zhì)對(duì)水分子具有吸引力，將水分移動(dòng)到標(biāo)準(zhǔn)參照狀態(tài)（純自由水）時(shí)，必須對(duì)土壤水做功，這種溶液與純自由水之間存在的勢(shì)能差即稱為溶質(zhì)勢(shì)。溫度勢(shì)（temperaturepotential）：由于溫度場(chǎng)的溫差引起，土壤中任一點(diǎn)土壤水分的溫度勢(shì)由該點(diǎn)的溫度與標(biāo)準(zhǔn)參照狀態(tài)的溫度之差所決定。三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況1.土水勢(shì)但一般情況下，由于非飽和土壤中，ΦP=0，而ΦT與Φs對(duì)土壤水分運(yùn)動(dòng)的影響都可忽略，故土水勢(shì)常被簡(jiǎn)化為：

Φ=Φm+Φg對(duì)于飽和土壤，必須考慮重力勢(shì)；鹽堿地必須考慮溶質(zhì)勢(shì)。張力計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖

電信號(hào)張力計(jì)（美國(guó)）三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況2.土壤水分特征曲線概念：土壤水的基質(zhì)勢(shì)或土壤水吸力是隨土壤含水率而變化的，其關(guān)系曲線稱為土壤水分特征曲線。土壤水分特征曲線表示土壤水的能量和數(shù)量之間的關(guān)系，是研究土壤水分的保持和運(yùn)動(dòng)所用到的反映土壤水分基本特性的曲線。土壤水分特征曲線的測(cè)定多用壓力膜法三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況不同土壤質(zhì)地對(duì)土壤水分特征曲線的影響第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況3．達(dá)西定律——1856年Darcy提出水分在飽和土壤中流動(dòng)的動(dòng)力是土壤水的勢(shì)能梯度．土壤水流速的大小與土壤水勢(shì)梯度成正比，其流向與勢(shì)能減小的方向相一致，即式中：q為土壤水流速（單位時(shí)間通過(guò)單位導(dǎo)水?dāng)嗝娴乃浚?；K為飽和導(dǎo)水率常數(shù)（單位勢(shì)能梯度下的水流通量）三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況3．達(dá)西定律——1856年Darcy提出1931年Richards的研究證明達(dá)西定律同樣適用于非飽和土壤水運(yùn)動(dòng)只是導(dǎo)水率不再是常數(shù)式中：qx，

qy，

qz分別為x，

y，

z方向上的土壤水滲透速度；θ為土壤體積含水率。Φ為土水勢(shì)（單位數(shù)量土壤水分的勢(shì)能）。三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況4．土壤水分運(yùn)動(dòng)基本方程根據(jù)達(dá)西定律：三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況4．土壤水分運(yùn)動(dòng)基本方程其中h為基質(zhì)勢(shì)水頭，取決于土壤的干濕狀況；而位置水頭則取決于參考面的位置。K（）為土壤的非飽和導(dǎo)水率，、、則分別為x,y,z方向的水勢(shì)梯度。式中：、、分別為沿x、y、z軸的水流通量；ф為土壤的總水勢(shì)，由于研究非飽和土壤水分運(yùn)動(dòng)，可忽略溶質(zhì)勢(shì)(滲透勢(shì))、壓力勢(shì)及溫度勢(shì)，而僅考慮重力勢(shì)和基質(zhì)勢(shì)，即。三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況4．土壤水分運(yùn)動(dòng)基本方程假設(shè)水的密度為常數(shù)，且土壤具有各向同性，dx、dy、dz不隨時(shí)間變化（固相骨架不變形），則在dt時(shí)間內(nèi)，流入和流出單元體的土壤水分質(zhì)量差總計(jì)為:dt時(shí)間內(nèi)單元體內(nèi)土壤水分質(zhì)量的變化量為:

三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況4．土壤水分運(yùn)動(dòng)基本方程

非飽和土壤水運(yùn)動(dòng)的基本方程式:三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況5．入滲條件下土壤水分運(yùn)動(dòng)降雨和灌水時(shí)水分向土壤中入滲，入滲速度、一定時(shí)段內(nèi)的累計(jì)入滲量、入滲后水分在土壤剖面上的分布是確定灌水定額、制定灌溉制度的依據(jù)。

（１）入滲過(guò)程的一般規(guī)律it—t和I—t關(guān)系曲線示意圖時(shí)間t(min)三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況5．入滲條件下土壤水分運(yùn)動(dòng)（１）入滲過(guò)程的一般規(guī)律當(dāng)入滲前土壤的初始含水率很小時(shí)，地面維持有薄水層的初始入滲速度很大，地面處的土壤含水率在很短的時(shí)間內(nèi)就接近于土壤的飽和含水率。隨著入滲時(shí)間的延長(zhǎng)，由于入滲路徑加長(zhǎng)，從地面到入滲鋒面的水勢(shì)梯度逐漸減小，所以入滲速度也不斷地減小，最后趨于一穩(wěn)定值，它接近于土壤的滲透系數(shù)K。通常以入滲速度及累積入滲水量與時(shí)間t的關(guān)系曲線描述入滲規(guī)律。三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況5．入滲條件下土壤水分運(yùn)動(dòng)（2）入滲量的計(jì)算一般情況下，it—t和I—t關(guān)系曲線可由田間雙環(huán)入滲實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)室土柱入滲實(shí)驗(yàn)測(cè)定。生產(chǎn)實(shí)踐中，常采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算入滲速度和入滲量。1)考斯加可夫(A．H．KOCTЯKOB)公式：

式中：it是任一時(shí)間的入滲速度，以單位時(shí)間滲入土壤的水層厚度(mm／min或cm／h)計(jì)；i1是第一單位時(shí)間末的入滲速度；t為入滲時(shí)間(min或h)；α為經(jīng)驗(yàn)指數(shù)，決定于土壤性質(zhì)和初始含水率，α=0.3～0.8。輕質(zhì)土壤α值小，重質(zhì)土壤α值大；初始含水率愈高，α值愈小，一般土壤可取α=0.5。

三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)將實(shí)驗(yàn)資料I、t按時(shí)序求出i＝?I／?t，取1gi及1gt，點(diǎn)繪于雙對(duì)數(shù)紙上，可擬合成一條直線，如圖1—5所示。累計(jì)入滲量與入滲時(shí)間的關(guān)系可用下式計(jì)算：

由于(lgil—lgi2)／(1gt1—1gt2)＝-tgθ＝-α

，所以α

就是直線的斜率。將直線向左上方延長(zhǎng)，得其在縱坐標(biāo)上的截距即為i1。有了α及il后，累計(jì)入滲量與入滲時(shí)間的關(guān)系可用下式計(jì)算：圖1—5lgi一lgt關(guān)系圖

1第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況5．入滲條件下土壤水分運(yùn)動(dòng)（2）入滲量的計(jì)算1)考斯加可夫公式累計(jì)入滲量與入滲時(shí)間的關(guān)系可用下式計(jì)算：三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況5．入滲條件下土壤水分運(yùn)動(dòng)（2）入滲量的計(jì)算

2)菲利普(J．R．Philip)入滲公式式中：S為滲吸系數(shù)；if為穩(wěn)定入滲速度；二者都是與土壤性質(zhì)有關(guān)的參數(shù)，S值還與初始含水率有關(guān)。初始含水率越低，S值愈大。在入滲初期，參數(shù)S起主要作用，相當(dāng)于水平滲吸的情況。隨著入滲時(shí)間的增長(zhǎng)，if

參數(shù)則成為影響入滲的主要因素。當(dāng)應(yīng)用菲利普(Philip)公式解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，入滲參數(shù)S和if常由入滲試驗(yàn)求出。三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況5．入滲條件下土壤水分運(yùn)動(dòng)（3）入滲時(shí)土壤剖面含水量的計(jì)算在灌水和雨量稍大的降雨過(guò)程中，地表形成薄水層，當(dāng)假定地下水埋深較大，且剖面土壤含水率均勻分布時(shí)，土壤的入滲可視為垂直一維入滲問(wèn)題，其定解條件寫為：三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況6．蒸發(fā)條件下土壤水分運(yùn)動(dòng)

(1)無(wú)地下水位補(bǔ)給條件下的土壤水分蒸發(fā)

蒸發(fā)過(guò)程中一般可分為三個(gè)階段：

第一階段是穩(wěn)定蒸發(fā)階段；

第二階段開始于土壤含水率逐漸減少到θ≤θk稱為蒸發(fā)強(qiáng)度遞減階段；第三階段：蒸發(fā)強(qiáng)度不僅取決于干土層厚度，而且取決于干土層內(nèi)水汽擴(kuò)散的能力．

三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況6．蒸發(fā)條件下土壤水分運(yùn)動(dòng)

(2)地下水位補(bǔ)給條件下的土壤水分蒸發(fā)

當(dāng)?shù)叵滤宦癫厣疃容^淺時(shí)，表土蒸發(fā)消耗掉的水分在毛管力作用下由地下水得到補(bǔ)給。當(dāng)外界蒸發(fā)力不隨時(shí)間而變時(shí)，土壤水分蒸發(fā)強(qiáng)度與潛水向上補(bǔ)給的通量處于相對(duì)平衡狀態(tài)，形成穩(wěn)定蒸發(fā)。這時(shí)從地面到地下水位的剖面含水量分布及吸力分布也維持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。

三、農(nóng)田土壤水分運(yùn)動(dòng)

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況四、土壤一植物一大氣連續(xù)體水分運(yùn)移

菲利普1966年提出了較為完整的SPAC（soil-plant-atmospherecontinuum）概念．水分經(jīng)由土壤到達(dá)植物根表皮，進(jìn)入根系后，通過(guò)植物莖，到達(dá)葉片，再由葉片氣孔擴(kuò)散到大氣層，形成一個(gè)統(tǒng)一的、動(dòng)態(tài)的相互連續(xù)系統(tǒng)。盡管介質(zhì)不同，界面不一，但在物理上都可看作為一個(gè)統(tǒng)一的連續(xù)體．水在該系統(tǒng)中的流動(dòng)過(guò)程互相銜接，而且完全可用統(tǒng)一的能量指標(biāo)——“水勢(shì)”來(lái)研究整個(gè)SPAC系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)能量水平的變化，并計(jì)算出水流通量。第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況式中：q為水流通量；φs、φr、

φl(shuí)、

φa分別為土水勢(shì)、根水勢(shì)、葉水勢(shì)、和大氣水勢(shì)；Rsr、Rrl

、Rla分別為土壤水分通過(guò)土壤到達(dá)根表皮，越過(guò)根部通過(guò)植物木質(zhì)部導(dǎo)管輸送到葉氣孔腔，通過(guò)氣孔蒸騰擴(kuò)散到周圍空氣中各段路徑的水流阻力。四、土壤一植物一大氣連續(xù)體水分運(yùn)移

第一節(jié)農(nóng)田土壤水分狀況

在SPAC中，水分運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力是水勢(shì)