土壤学.第七章-土壤水分移动与循环

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1、《土壤学》主讲:黄宝圣联系方式:电话-3191456;13034525813Email--bzxyhbs@163.com授课班级:2011级--生态学专业1班学期:2012--2013学年第一学期开课单位:城市与环境系§7土壤水分移动与循环学习目标掌握有关“土壤液态水运动”、“土壤气态水运动”、“土壤水循环”、“土壤溶质运移”等的重要概念、基本原理，以及有关“农田土壤水动态与调控”等的计算方法，了解土壤溶液中的养分浓度和其他元素浓度。2021/9/202§7土壤水分移动与循环§7-1土壤液态水运动一、土壤饱和流二、土壤非饱和流三、土壤水分入渗与再分布§7-

2、2土壤气态水运动一、土壤水分蒸发二、土壤内部的水汽运动§7-3土壤水循环、平衡及有效性一、农田土壤水分循环及平衡二、土壤水分有效性三、土壤水分的空间变异性§7-4农田土壤水动态与调控一、土壤水分的动态特性二、农田灌溉与灌溉量计算三、农田排水§7-5土壤中的溶质运移一、溶质的对流运移二、分子扩散与溶质弥散三、土壤溶质的动态特性2021/9/203§7土壤水分移动与循环“黄河之水天上来，滚滚东流能复回”自然界的水循环“黄河之水天上来，奔腾到海不复回”2021/9/204§7土壤水分移动与循环陆地水文循环地表水2021/9/205§7土壤水分移动与循环自然界的水

3、循环：水循环是指自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈四大圈中通过各个环节连续运动的过程。类型：〈1〉海陆间循环〈2〉内陆间循环〈3〉海上内循环2021/9/206§7土壤水分移动与循环海陆间循环：是指海洋水与陆地水之间通过一系列过程所进行的相互转换运动。这种循环又称为大循环。2021/9/207§7土壤水分移动与循环陆地内循环：降落到大陆上的水，其中一部分或全部(指内流区域)通过陆面、水面蒸发和植物蒸腾形成水汽，被气流带到上空，冷却凝结形成降水，仍降落到大陆上，这就是内陆循环。发生的领域：陆地及其上空。2021/9/208§7土壤水分移动与循环海上内循

4、环：就是海洋面上的水蒸发成水汽，进入大气后在海洋上空凝结，形成降水，又降到海面。发生领域：海洋及其上空2021/9/209§7土壤水分移动与循环水循环的意义1.水循环运动使自然界的水连续不断地运动、转化，使地球上各种水体处于不断更新状态。2021/9/2010§7土壤水分移动与循环2.水循环是地球上最活跃的能量交换和物质转移过程。（1）缓解了高低纬之间热量收支不平衡；（2）把陆地的泥沙、有机物和无机盐类输送到海洋。2021/9/2011§7土壤水分移动与循环3.水循环是自然界最富动力作用的循环运动，不断雕塑地表形态。2021/9/2012§7土壤水分移动与

5、循环§7-1土壤液态水运动一、土壤饱和流饱和流的推动力主要是重力势梯度和压力势梯度，服从饱和状态下多孔介质的达西定律：土壤水通量(q)-单位时间内通过单位面积土壤的水量(cm/h)，q与土水势梯度(△H)成正比。L-水流路径的直线长度(cm)；“—”水流方向与土水梯度方向相反；Ks(cm/h)-土壤饱和导水率(土壤所有的孔隙都充满水时，水分向土壤下层或横向运动的速度）。土柱的水通量(Q-cm3／h)：Q=q.AA为此土柱的横截面积(cm2)土壤饱和导水率的特点：①土壤饱和导水率是常数②是土壤导水率的最大值③主要取决于土壤的质地和结构。砂质土>壤质土>粘质土

6、(表7-1)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--土壤结构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。2021/9/2013§7土壤水分移动与循环二、土壤非饱和流非饱和土壤中的水流简称为非饱和流或不饱和流，即土壤中只有部分孔隙中有水时的水流，这主要是毛管水和膜状水的运动。土壤非饱和流的推动力主要是基质势梯度和重力势梯度。也可用达西定律来描述：K(Ψm)为非饱和导水率；为总水势梯度。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：A.饱和条件下的总水势可用差分形式，而非饱和条件下则用微分形式；B.

7、饱和条件下的土壤导水率(K)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的函数。土壤水吸力和导水率之间的关系（如右图）土壤水吸力为零或接近于零，饱和导水率最大。2021/9/2014§7土壤水分移动与循环三、土壤水分入渗与再分布水进入土壤包括两个过程：入渗(渗吸、渗透)和再分布。(一)水分入渗入渗过程一般是指水自土表垂直向下进入土壤的过程，但也不排斥如沟灌中水分沿侧向甚至向上进入土壤的过程。水进入土壤的情况是由两方面因素决定的：一是供水速度;二是土壤的入渗能力。2021/9/2015§7土壤水分移动与循环(二)土壤水再分布在地面水层消失后，入渗过

8、程终止。土内的水分在重力、吸力梯度和温度梯度的作用下继续运动和分布