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07 第7章 土壤水运动.pptx

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本课件为土壤学第7章土壤水分移动与循环,先讲土壤液态水的饱和流与非饱和流及其导水率,再介绍水分入渗、再分布与气态水运动;随后分析土面蒸发的三个阶段与夜潮、冻后聚墒、盐土积盐等现象,最后给出田间土壤水分平衡方程、SPAC 系统与土壤水的调控措施。

第7章土壤水分移动与循环封面,标示土壤水流动、蒸发、入渗与再分配四项内容
第1节标题页,列出饱和流、非饱和流与水分入渗再分布三项内容
饱和流概念页,说明其在重力势和压力势梯度推动下服从达西定律
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第1页:第7章 土壤水分移动与循环

第7章 土壤水分移动与循环:土壤水流动、水分蒸发、水分入渗、水分再分配。

第2页:第1节 土壤液态水运动

第1节 土壤液态水运动:

  1. 土壤饱和流
  2. 土壤非饱和流
  3. 土壤水分入渗与再分布

第3页:土壤饱和流

一、饱和流 Saturated Soil Water Flow:由重力势和压力势梯度推动,服从达西定律 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。

第4页:饱和导水率

水分饱和时,向土壤下层或横向运动的速度称为饱和导水率 Saturated hydraulic conductivity。

特点
① 常数;② 土壤导水率的最大值;③ 取决于质地和结构:砂质土 > 壤质土 > 粘质土
影响因素
孔隙——水通量与孔隙半径 4 次方呈正比;质地/结构;有机质;粘土矿物

第5页:土壤非饱和流

二、土壤非饱和流:推动力为基质势梯度和重力势梯度,也可用达西定律描述。对垂向非饱和流,K(ψm) 为非饱和导水率,dψ/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。

第6页:非饱和流导水率

非饱和流导水率:图示非饱和导水率随土壤基质势(含水量)变化的关系曲线(图 7-3)。

第7页:土壤入渗

三、入渗、土壤水再分布(一)土壤入渗 infiltration:指水自土表垂直向下进入土壤的过程,或沟灌中水分沿侧向甚至向上进入土壤的过程。

影响因素
1)供水速率;2)土壤入渗能力(入渗速率 infiltration rate)

第8页:入渗过程曲线

本页源文件仅提取到插图编号(图 7-5),图示内容为入渗速率与累积入渗量随时间的变化,建议对照原课件图片补充要点说明。

第9页:土壤水的再分布

(二)土壤水的再分布 soil water redistribution:入渗结束后,土壤水在重力和吸力梯度影响下向下移动重新分布的过程,属不饱和流。

第10页:土壤水气运动

第2节 土壤水气运动:土壤气态水的运动表现为水汽扩散和水汽凝结,水汽扩散的推动力为水汽压梯度。

第11页:土面蒸发

土面蒸发 Soil Water Evaporation:土壤水汽进入大气的过程。当土壤供水充分时,由大气蒸发能力决定的最大可能蒸发量称为潜在蒸发强度。

土面蒸发过程分三阶段:

  1. 表土蒸发强度保持稳定
  2. 表土蒸发强度随含水率变化
  3. 水汽扩散

第12页:“夜潮”与“冻后聚墒”

1、“夜潮”现象
多出现于地下水埋深较浅的“夜潮地”
2、“冻后聚墒”
冬季表土冻结,水汽压降低,而冻层以下土层水汽压较高,下层水汽不断向冻层集聚、冻结,使冻层不断加厚,其含水量有所增加

第13页:盐土的水分蒸发

(四)盐土的水分蒸发:

  • 夏季积盐多
  • 蒸发力弱,积盐少
  • 盐往高处走

第14页:田间土壤水分平衡

第3节 田间土壤水分平衡 Soil water balance:

ΔW = P + I + U - ET - R - In - D

ET 蒸散 evapotranspiration
一定时间内一定面积上土壤蒸发和植物蒸腾的总和
简化式
ΔW = P + I - ET - D
U
上行水量

第15页:土壤—植物—大气连续体

土壤—植物—大气连续体(SPAC,Soil-plant-atmosphere continuum):由水势引起水由土壤进入植物体,再向大气扩散的体系。沙漠植物在 -200~-800 万帕条件下仍能生存。

第16页:土壤有效水

第4节 土壤水的调控 一、土壤水的有效性:土壤有效水 available soil water 指在田间持水量(1—2 万帕)到永久萎蔫系数(150 万帕)之间保留在土壤中的水分。土壤水吸力大于 150 万帕的水为植物无效水。

第17页:土壤萎蔫系数

土壤萎蔫系数 wilting point:作物叶片发生永久萎蔫时的土壤含水量,也叫永久萎蔫点。

第18页:

第19页:水分高效利用的途径

水分高效利用的途径:

  • 合理开采、分配和管理
  • 减少输水损失
  • 提高灌溉效率

第20页:土壤水的调控措施

二、土壤水的调控措施(土壤水的保蓄和调节):

  1. 耕作措施:秋耕、中耕、镇压等
  2. 地面覆盖:薄膜覆盖、秸秆覆盖
  3. 灌溉措施:喷灌、滴灌、渗灌
  4. 生物节水
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