土壤水分蒸发三个阶段和特点
简答题
简答题1. 土壤在农业生产和自然环境中有那些重要作用？（1）土壤是植物生长繁育和生物生产的基地，是农业的基本生产资料。
（2）土壤耕作是农业生产中的重要环节。
（3）土壤是农业生产中各项技术措施的基础。
（4）土壤是农业生态系统的重要组成部分。
2. 土壤是由哪些物质组成的？土壤和土壤肥力的概念是什么？土壤是由固体、液体和气体三相物质组成的疏松多孔体。
3. 简述“矿质营养学说”和“归还学说”。
矿质营养学说：土壤中矿物质是一切绿色植物唯一的养料，厩肥及其它有机肥料对于植物生长所起的作用，并不是其中所含的有机质，而是由于这些有机质在分解时形成的矿物质。
归还学说：由于不断地栽培作物，土壤中矿物质必然引起损耗，如果不把作物由土壤中摄取的那些矿物质归还给土壤，那么到最后土壤会变得十分贫瘠，甚至寸草不生。
要想完全避免土壤的这种损耗是不可能的，但是恢复土壤中所损耗的物质是可能的，办法就是施用矿质肥料，使土壤的损耗和营养物质的归还之间保持着一定的平衡。
4. 土壤具有哪些特征？（1）土壤是在母质、气候、地形、生物和时间五种因素下形成的。
（2）土壤以不完全连续的状态覆盖于陆地表面，处在大气圈、水圈、生物圈和岩石圈相互交接的地带。
（3）土壤具有一定的层次构造。
（4）土壤是由固体、液体和气体三相物质组成的疏松多孔体。
（5）土壤具有巨大的表面积。
（6）土壤是一个生态系统。
（7）土壤中进行着物质和能量的转移和转化过程。
五、论述题1. 论述土壤在农业生产和自然环境中的作用。
（1）概念：土壤：是具有肥力特性因而能生产植物收获物的地球陆地疏松表层。
（2）土壤在自然环境中的重要性：（要点）①土壤是植物生长繁育和生物生产的基地，是农业的基本生产资料。
a.营养库的作用；b.养分转化和循环作用；c.雨水涵养作用；d.起机械支撑作用；e.稳定和缓冲环境变化的作用。
②土壤耕作是农业生产中的重要环节③土壤是农业生产中各项技术措施的基础④土壤是农业生态系统的重要组成部分1.岩石矿物的风化作用可分为几大类型及其各自的影响因素？风化作用分为物理风化、化学风化和生物风化三类。
植物生产与环境单元4任务一教案 (1)
××××××××教案（首页）授课题目任务1 植物生产的水分条件目的要求知识目标：1.熟悉空气湿度的表示方法及变化规律。
2.了解水汽凝结条件，熟悉水汽凝结物。
3.了解降水成因，熟悉降水表示方法和种类。
4.了解土壤水分蒸发的三个阶段。
能力目标：1.能收集当地降水量资料。
2.能正确进行空气湿度的观测。
教学重点、难点1．空气湿度及其变化规律(重点、难点)。
2．主要水汽凝结物（重点）。
3.降水的表示方法(重点）。
4.降水的种类（重点）。
教学方法1．采用多媒体教学课件，展示相关资料、图片、例题及习题。
2．实践活动、任务驱动教学法的综合应用。
教学安排6课时1．课堂互动（2学时）2．实践活动（4学时）××××××××教案教学过程设计（4课时）引言：同学们，我们前面学过了土壤水分的有关知识，请回顾一下土壤水分的形态与表示方法。
本单元主要讲述的是大气水分。
[一]导入新课植物生长需求的水分包括地下部分的土壤水分和地上部分的大气水分。
土壤水分主要依赖于自然降水和灌溉。
大气中水分的存在形式有气态、液态和固态；多数情况下，水分是以气态存在于大气中。
[二] 新课讲解1.大气水分（1）空气湿度空气湿度是表示空气中水汽含量（即空气潮湿程度）的物理量。
①空气湿度的表示方法。
常用的表示方法有：一是水汽压（e）。
大气中水汽所产生的分压称为水汽压。
常用单位为百帕（hPa）表示。
二是绝对湿度（a）。
单位容积空气中所含水汽的质量称为绝对湿度，实际上就是空气中水汽的密度，单位为g/cm3或g/m3。
三是相对湿度（r）。
是指空气中实际水汽压与同温度下饱和水汽压的百分比，即：r＝e／E×100%。
四是饱和差（d）。
是指在一定温度下，饱和水汽压和实际水汽压之差，即：d ＝E-e。
土壤墒情的变化规律
土壤墒情的变化规律土壤墒情的变化主要受到外界环境（如大气、温度、光照等等）和土壤自身的结构所共同影响，但是在同一个区域里土壤墒情的变化呈现出一定的规律性。
安博仪器使用土壤墒情测试仪对同一区域的土壤墒情进行了测定，总结出了土壤水分一年变化的四个阶段。
一、土壤墒情相对稳定期该期包括11、12和1、2四个月，因该期降水稀少，仅6.5m m；加之气温低，日均气温0.3℃，水面蒸发量为全年最低值，日均水面蒸发量0.31mm，故该期土壤水分相对稳定。
此期水分消耗星为72.5mm，日均水分消耗量为。
.55mm.该时段初期因雨季刚过，土壤含水量很高，土壤水分消耗量很大，此时应做好保墒拾施，以利伏雨春用。
二、土壤墒情缓慢消耗期此时期从3月上旬至4月下旬.该期因气温回升，日均气温9.9℃，日均水面蒸发量5.2mm，加之该期降水量增加不大，土壤水分损失量较前有所增加.此期水分消耗量74.2mm，日均为1.22mm，此时段初土壤解冻后表层含水量较高，毛管水运行活跃，土壤水分极易蒸发损失，应及时耙耪整地防止蒸发.三、土壤墒情大量损耗期该期从5月上旬至7月下旬，因气温高，日平均为22.6℃，水面蒸发量也达全年最高值，日平均为8.omm；该期虽然降水量降高，但因水分消耗量大于降水，故到期末土壤水汾亏缺量达208.5mm，日均水分损耗量3.26om.此期因气温高，降水补给土壤又迅速蒸发损失掉，该期应及时中耕保墒.四、土壤墒情恢复期该时段从8月上旬到10月下旬.该期降水量为316.7mm，占全年降水量的57%，但气温较前者所降低，日均气温18.4℃，水面蒸发量也随之降低，故降水量远较水分消耗量高，到期末土壤墒情得到恢复，恢复量达179.m m.该期应在雨季来临前深耕土壤，促进接纳雨水。
提示：利用山东安博土壤墒情多参数测试系统可对土壤墒情、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、风速风向、降雨量、二氧化碳浓度进行长时间连续监控。
土壤水分类型、吸水原理及循环过程
土壤水分类型、吸水原理及循环过程水是农业的关键因素，土壤水是土壤的重要组成部分之一，对土壤肥力和作物的生长发育具有重要影响。
因此，保护性耕作技术措施的运用，旨在调节和管理土壤水分状况，以促进作物的稳产、高产。
土壤吸水原理主要由土壤吸附力和毛管力两种作用组成。
土壤水分可分为吸湿水、膜状水、毛管水和重力水四种类型。
其中，吸湿水是土壤吸附水气中水分子的能力，其数量取决于土壤的质地、腐殖质含量和空气湿度。
无效水则是吸湿水中不能被作物吸收利用的部分，其含量可通过烘干法进行测定。
在土壤水循环过程中，土壤的物理、化学和生物学性质都会受到影响。
因此，了解土壤水分类型和吸水原理，对于有效地控制、调节和管理土壤水分状况，以提高作物产量具有重要意义。
土壤中的水分存在着不同的状态，包括膜状水和毛管水。
膜状水是指土粒吸收完大气中的水分子后，仍然存在于土粒表面上的水分。
这种水分具有溶解养分的能力，并且可以缓慢地移动。
当根系与膜状水接触时，根系就可以吸收利用这部分可移动的膜状水。
而毛管水则是指超过最大分子持水量后，保留在土壤中的自由水。
毛管水存在于毛管孔隙中，靠毛管弯曲面力保存。
毛管水又可分为毛管悬着水和毛管上升水两种类型。
毛管悬着水是指保存在大小不同的毛管孔隙中，不与地下水相连接的水分。
田间持水量是土壤在自然条件下所能保持的最大水量，包括吸湿水、膜状水和毛管悬着水的总和。
毛管悬着水是土壤中最宝贵的有效水，因为它的吸水力很低，很容易被作物根系吸收利用。
田间持水量是一个常数，可以根据作物和土壤的凋萎系数来计算。
在甘肃黄土高原地区，不同土壤的田间持水量变化在22.8%～26.8%之间。
表1-9 土壤质地与田间持水量（华北地区）以下为华北地区不同土壤质地的田间持水量、有效水量和调萎系数。
其中，有效水量指作物生长所需的水分量，调萎系数是指土壤干旱时，作物出现萎蔫的程度。
土壤质地田间持水量（重量%）有效水量（%）调萎系数（%）砂土 10~14 21~24 4~9砂壤土 3~4 4~9 12~20轻壤土 6~9 12~20 13~19中壤土 16~20 22~26 13~22重壤土 4~6 6~10 12~20粘土 10~16 26~28 13~17毛管上升水毛管上升水是指地下水沿着毛细管上升后保持在毛细管孔隙里的土壤水。
水文学原理试卷A答案及评分标准(2013春)
2013 年 春季 学期《水文学原理》课程考试试卷( A卷)答案一、填空题 (每空1分，共20分)1.径流深、洪峰流量模数。
2.降水、下渗、蒸发、径流3.算术平均法、泰森多边形法、等雨量线法4.大于05.吸湿水、薄膜水、毛管水、重力水6.流域蓄水容量7.使河段蓄量与下断面出流量呈单值关系的河段长度8.产流、汇流9.基质势、重力二、名词解释 (每小题3分，共15分)1、田间持水量：土壤中所能保持的最大毛管悬着水量。
2、线性系数：运算Φ[I(t)]、]满足叠加性和倍比性的系统。
3、下渗能力：充分供水条件下的下渗率。
4、单位线：在给定流域上，单位时段内均匀分布的单位地面净雨量在流域出口断面形成的地面径流过程线。
5、线性水库：蓄水量与出流量成正比关系的水库。
三、选择题（每小题2分，共10分）ACBDB四、简答题（每小题5分，共25分）1、超渗产流模式有何特征，它与蓄满产流模式有何区别？不管当地的土壤含水量是否达到田间持水量，只要降雨强度超过下渗强度就产生地面径流，称此为超渗产流。
蓄满产流则是指一次降雨过程中，仅当包气带的含水量达到田间持水量后才产流，且以后的有效降雨全部变为径流。
可见这两种产流模式的主要区别在于：蓄满产流以包气带的含水量达到田间持水量（即蓄满）作为产流的控制条件，而超渗产流则以降雨强度大过于当地的下渗能力作为产流的控制条件，而不管蓄满与否。
2、试述裸土蒸发的三个阶段及其特点？（要求结合图形进行说明，图形上应标注相应的含水量特征值）。
各阶段土壤蒸发的特点如下：第一阶段土壤含水量大于田间持水量，土壤中的水分可以充分供给土壤表面蒸发，按土壤蒸发能力蒸发，蒸发只受气象条件影响；第二阶段，土壤土壤含水量介于毛管断裂含水量与田间持水量之间，土壤蒸发率与土壤含水量大致成正比；第三阶段土壤土壤含水量降至毛管断裂含水量以下，毛管向土壤表面送水的机制完全破坏，水分只能以薄膜水或气态水的形式向地面移动，这一阶段土壤蒸发率很微小，气象条件和土壤含水量的关系已不明显。
第七章 土壤水水分移动与循环
干土重为50克，吸湿水含量为2.5%，则干土重量为多少克?
3、用土水势研究土壤水的优点是什么?土壤水总是从含水
多的地方向含水少地方运动，这种说法正确否?为什么 ?
4、冻后聚墒和夜潮作用的机理是什么? 5、在农业生产上，一次灌足比分次灌好，为什么?
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dzdcdzdc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102104moll微量元素浓度则在106moll以下
H q Ks L
饱和流导水率
(Saturated hydraulic conductivity) 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。 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。
饱和导水率的特点
田间蒸腾和蒸发很难截 然分开，常合在一起，统称 蒸散ET。 (evapotranspiration)-一定时 间内一定面积上土壤蒸发和 植物蒸腾的总和。
土壤水分平衡简化式为
W=P+I-ET-D
二、土壤水分有效性
（一）土壤—植物—大气连续体 (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 万帕时仍 能生存。
（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。 通常把土壤萎蔫系数看作土壤有效水的下限， 当植物因根无法吸水而发生永久萎蔫时的土壤含 水量， 称为萎蔫系数或萎蔫点。
水文学原理期末考试复习题及参考答案-高起本
《水文学原理》复习题
一、填空题
1、水文学中的三个重要水文现象是、及。
2、土壤包气带通常可分为、和三个不同层
次的水分带。
3、霍顿产流观念主要解决了和两个产流机制（物理条件）。
4、“门槛”作用是指，
而“筛子”作用是指。
5、非饱和土壤水分势主要由及组成；而饱和土壤
水分势主要是
由和组成。
6、在中小流域的汇流计算中，非线性问题主要是指
和。
7、洪水波在运动过程中，一般情况下会发生及两种变形。
8、我国水文循环的路径
有、、、北冰洋水文循环及鄂霍次克海水文循环五种。
9、研究水文规律的基本方法是、及
三种。
10、瞬时单位线与S曲线关系数学表达式是。
11、对径流的影响有、及
三方面因素。
12、按照径流量的多少，我国划分为、、、
及干涸带五个水分带。
13、河流水的补给来源主要有、及。
14、流域汇流系统是由三部分构成的，分别
是、、。
15、根据土壤水分作用力的差别，可将下渗曲线划分
为、、
不同三个阶段。
16、土壤蒸发量不仅与气象因素有关，而且还与有关。
17、特征河长的槽蓄量与下断面流量是关系，其长短与、有关。
18、除马斯京干演算法外，河道洪水还有、、及演算法。
19、土壤下渗能力仅与有关。
20、时段（基本）单位线与S曲线的关系是。
二、名词解释
1、水力联系
2、下渗曲线
3、等流时线
4、单位入流
5、凋萎系数。
农田水分状况和土壤水分运动
2、压力势（ψp） 、压力势（ψ
毛管上升水的高度与孔隙的半径成反比。 但当孔隙过细时，管壁对水份运动的阻 力增加，因而上升高度反而变小。
4、重力水
当土壤水份超过田间持水量时，多余的水份不 能为毛管所保持而在重力作用下沿着大孔隙向 下渗漏，这部分水就称为重力水。 重力水对作物是有效的，但由于它渗漏很快， 不能被保持，所以对旱作而言是无效的。 当重力水达到饱和，即土壤孔隙全部充满水份 时，土壤的含水量就称为饱和持水量。
4、重力势（ψg） 、重力势（ψ
土壤水由于其所处的位置不同，因重力 影响而产生的势能也不同，有此而产生 的水势称为重力势。 重力势可正可负，它是与参照面相对而 言的。参照面以上的土壤水重力势为正 值，参照面以下的为负值。 通常选择剖面内部或底面边界。
土水势代表土壤水分总的能量水平。土 水势的绝对值越小，土壤水分的能量水 平就越高。 土壤水总是从土水势高（即绝对值）低 处移动。 如果只考虑土壤水分运动，而不考虑植 物对水的吸收，溶质势可以忽略。其余 三个分势和称为水力势： ψh = ψm+ ψp+ ψg
（1）水深（Dw） 指在一定厚度（h）和一定面积土壤中所 含水量相当于同面积水层的厚度。 Dw= θv.h 单位可以用cm或mm，
（2）绝对水体积（容量）
指一定面积一定厚度土壤所含水量的体 积，量纲为L3。 V方/公顷，
V方/亩
二、土壤水的能态
第三章 蒸发条件下土壤水分运动2
第三章 蒸发条件下土壤水分运动土壤水分蒸发可以发生在土壤表面和植物体上。
植物体的蒸发一般称为蒸腾，土壤表面蒸发称为土面蒸发。
本章主要讨论土面蒸发条件下土壤水分运动。
土面蒸发所消耗的水分来自两部分，一部分是指直接消耗地下水面以上土层中水分，一部分消耗地下水，消耗地下水部分称为潜水蒸发。
土壤水分蒸发有稳定蒸发和不稳定蒸发两种状态，当土壤水分的蒸发量与地下水补给量相平衡时为土壤水分的稳定蒸发状态，一般在连续干旱期，且地下水有侧向补给时，会出现这种情况；当土壤水蒸发量不等于地下水补给量时，土壤水分为不稳定蒸发状态，在降雨或灌水后的蒸发初期或地下水无侧向补给时，常处于这种状态。
土壤水蒸发一方面决定于外界（大气）蒸发能力（常以水面蒸发表示），另一方面决定于土层从地下水面向地表输水的能力，其输水能力大小一方面取决于土质条件，同时也决定于表土含水率。
由于土壤水蒸发的水分是从土表散失，因此为了研究土壤水蒸发问题首先必须了解表土蒸发规律。
第一节 表土蒸发一、形成干土层前的表土蒸发过程由于表土蒸发的主要影响因素不同，其蒸发过程可以分为以下两个阶段。
1．表土蒸发保持稳定阶段表层土壤水分的蒸发主要是由于土壤水汽压力与地表大气中水汽压力有一定差值，在压力梯度作用下，土壤中水汽向大气中扩散而产生的。
压力差越大，土壤中水汽扩散的水量越大。
在这一阶段，表土含水率越高（在某一定值以上），土壤水汽压力基本不随含水率的变化而改变，其数值趋近于饱和水汽压力。
在这种情况下，土壤水分蒸发主要取决于外界条件（温度、湿度、风速等）。
在外界条件不变的情况下，土壤水分的蒸发将不随含水率降低而变化，因此这一阶段称为稳定蒸发阶段，蒸发强度可用下式表示：)(0101P P -=βε（2-3-1）式中：1ε––––稳定蒸发阶段土壤水分蒸发强度（m 3/d ·m 2 或 m/d ）；0β––––质量交换系数，与外界条件有关；1P ––––土壤表层的水汽压力（Pa ）； 0P ––––大气中的水汽压力（Pa ）。
刘春生版《土壤肥料学》-第四章-土壤水分-思考题解析
第四章土壤水分1、土壤水分按照受力大小和水分性质分为哪几种类型及各自的特点的哪些？我国土壤水分的分类方法一般采用数量法。
根据土壤水分所受力的类型可分吸附力、毛管力和重力；把土壤水分划分为吸附水(吸湿水和膜状水）、毛管水、重力水和地下水。
土壤水分的特点：吸湿水：吸湿水受土粒的吸持力很大，水分不能移动，无溶解能力，具有固态水的性质，植物不能吸收利用，是一种无效的水分类型。
膜状水：由于它所受的吸力比吸湿水要小，水分能够在土壤中缓慢移动，其中有部分水分能够被植物吸收利用。
因此，膜状水是部分有效的水分类。
毛管水：它所受的毛管吸持力很小，很容易被作物吸收利用，是有效水，另外，毛管水还溶解有各种营养成分，利于植物的养分供应。
重力水：是地下水的重要来源。
2、何为土壤水势，其水势是如何划分和定义的？土壤水势：是指从一已定高度的蓄水池中，把无限少量的纯水，在一个大气压下，等温和可逆地转移到土壤中的某一已定点，使之成为土壤水，这时所必须做的功，以单位水量为基础来表示，其数值代表土壤总水势。
土壤水势实际上是作用于土壤水分各种力的总和，根据其力源的性质，土壤水势可分：基质势、溶质势、压力势、重力势和土壤水总势。
基质势：由土壤固体基质对土壤水分的吸引而使水分自由能降低的现象。
溶质势：由溶质的渗透压力引起的水势能变化现象。
压力势：土壤水承受不同压力所产生的自由能变化。
重力势：同重力引起的土壤水势的变化。
土壤水总势：是作用于土壤水分的各种力所产生的分势的总和。
3、土壤水吸力与土壤水势有哪些相同点和不同点？土壤水吸力是指土壤水在承受一定吸力情况下所处的能态，不是反映土壤对水的吸力。
与土壤水势的相同点：水吸力的意义与水势相同，是表示土壤水具有的自由能。
与土壤水势的不同点：水吸力只包括基质势和溶质势。
4、土壤水分特征曲线的滞后现象发生的原因是什么？土壤水分特征曲线的滞后现象：是指脱水曲线与吸水曲线不能重合的现象。
发生原因：产生滞后现象的原因很多，主要是因为土壤中的孔隙有大有小，而且呈”串珠状“连接方式造成的。
最新灌排工程复习
精品资料灌排工程复习........................................绪论1、灌排工程学的研究对象及基本内容是什么？答：一、调节农田水分状况：1、灌溉措施；2、排水措施。
二、改变和调节地区水情：1、蓄水保水措施；2、调水、排水措施。
第一章农田灌溉原理1、农田水分存在哪几种基本形式？他们之间的关系如何？答：农田水分在物理形态上有固态、液态和气态三种。
固态水只有在土壤冻结时才存在；气态水存在于未被水分占据的土壤空隙中含量很少；液态水是土壤水分存在的主要形态。
在不同的温度下，水的三种形态可以相互转化。
2、土壤水分有哪几种主要形式，其对作物生长有效性如何？答：土壤水分分为吸着水、毛管水和重力水三类。
吸着水紧附于土壤表面，一般不能被作物所利用，为无效水；重力水在无地下水顶托的情况下，作物根系还来不及吸收就很快排除根系层，为过剩水；毛管水容易被作物吸收利用，属于有效水。
3、试述影响土壤蒸发的因素及土壤蒸发的三个阶段？答：第一阶段是稳定蒸发阶段，系指灌水、降雨入渗刚结束，土壤含水量高，向上输送水的能力强，这时土壤的蒸发强度主要取决于打起的蒸发力；第二阶段开始于土壤个含水率逐渐减少到某一临界含水率值时，由于土壤含水率降低，土壤向上输送水分的能力减弱，土壤水分的蒸发强度主要取决于大气蒸发力与土壤向上输送水分能力二者的制约关系；第三阶段是当地表土壤含水率很低时，地表形成一干土层，干土层下的水分向上运移至干土层底部时，以水汽扩散的形式穿过干土层进入大气，此时的蒸发强度不仅取决于干土层厚度，而且取决于干土层内水汽扩散的能力。
4、农田土壤水分不足与过多的原因与控制措施？答：不足的原因：1、降雨量不足；2、降雨入渗量少，径流损失较多；3、土壤保水能力差，渗漏及蒸发损失水量过大。
措施：灌溉是补充土壤水分的主要方法，另外采取适当的农业技术措施，改善土壤结构，对增加降雨利用量，提高土壤的蓄水保墒能力，都有十分重要的意义。
第4章-蒸发条件下的土壤水分运动.讲课讲稿
如果未知函数改用土壤水吸力s，则相应的定解
问题为
K
s
ds dz
1 E
解为：z
s
0
s
1
0
dS
E/K
s
z0
为了对上式进行积分，Gardner（1958）
将导水率用下面的函数形式表示：K
s
sm
a1
a2
。
再令 E / a1 a2 1
从而
z
1 sm
ds
4.3 定水位条件下均质土壤的稳定蒸发
4.3.1 稳定蒸发条件下土壤的含水率及吸力分布
4.2 土壤蒸发的三个阶段及定解问题
4.2.2 蒸发条件下土壤水运动的定解问题
(2) 边 界 条 件
1）当土柱底部为不透水层，显然土壤水通量在底部 边界处为0，即
J wz L 0;
2）又如土柱底部为浅层地下水，地下水处土壤基质势
为0，即 m zL 0
3）又如实为无限长土柱但只分析有限长土柱，且蒸发
Ks
aa21/s，m上式可H近似aE1取aE11为a2 ：1
arctan
EsH 2 a1 a2E
当m=2时，由上一幻灯片中（1）可得:
H
a1 E
arctansH
E a1
4.3 定水位条件下均质土壤的稳定蒸发
ez
EDv
ed
e0
d
(3)
式中：
Dv为水汽在干土层中的扩
散系数，与土壤质地、 结构有关；
ed 为干土层以下蒸发区的
水汽压力，与有关；
d 为干土层厚度。
干土层 e0
d
ed
From Eqn. (2) & Eqn. (3)
《水文学原理》第六章：蒸发的基本概念、蒸发的类型及特点
*蒸发面：具有水分子的物体表面 *分类 1 按蒸发面的性质：
水面蒸发、冰雪蒸发、土壤蒸发、植物蒸发 2 按供水情况：
饱和蒸发、非饱和蒸发
第一节 水面蒸发
一 概述 水面蒸发是最简单的蒸发方式，属于饱和蒸发面。 引入定义：蒸发潜热(汽化潜热）L，单位水
量从液态变为气态所吸收的热量称为蒸发潜热。 L=2491--2. 177Ts(J/g)( Ts水面温度） 定义：当汽化速度与凝结速度相等时蒸发 停止，此时水面上的空气中的水汽含量必达饱 和，相应的水汽压称饱和水汽压e。
水(e汽0-e压200差)—。水面水汽饱和水汽压与200cm高处实际 U200—水面以下200cm处的风速。
4 器测
E0 = P - W P—降水量、 W—器内水位差
前苏：TTH—3000 美： A型蒸发器 中国：20cm、80cm、E601
四 蒸发的时空分布
（一）空间分布：赤道大 两极小
1 水汽输送法
公式
E
ρK W
dq dz
E ：水面蒸发量 q : 比湿 Z： 从水面垂直向上的距离 KW ：紊动粘滞系数
2 水量平衡法 根据：水量平衡法实质上是物质不灭定律的运用。
公式： E = I – O – △S
E—蒸发量、I—出流量、△ s—储量变化 优点：简单且严密。
缺点：式右方各项均有误差。当蒸发量相当于其 它各项数量很小时，误差相对过大。
3 W<W断，这时毛管水不再连续，毛管向土壤 表面输送水分的机制遭到破坏，水分只能以膜状 水形式或气态水形式向上层土壤表面移动。
二 土壤蒸发的影响因素 土壤蒸发取决于两个条件： • 土壤蒸发能力 • 土壤的供水能力
工程水文学第二章2
蒸发率／蒸发强度：指单位时间内的蒸发量。
水面蒸发的观测：
确定水面蒸发量通常有两种途径：
对水面蒸发进行实测；(器测法)
通过气象观测资料进行计算。(计算法) ⑴器测法（用蒸发器进行测定）
蒸发器类型有：
1 φ-20型，φ-80型
2 E -601型
3 大型蒸发池(A=20m2和A=100m2两种)。
折算系数法：
总蒸发量估算方法
① 水量平衡法：根据降水、径流、流域蓄水量变化等资 料估算总蒸发量。在资料充分而可靠的条件下，它是较好 的估算方法，常用来推求多年平均总蒸发量，有较高的精 度。 ② 模式计算法：根据土壤含水量的垂直分布，流域总蒸 发量的计算用一层模式、两层模式和三层模式。一层模式 把可蒸发层作为一个整体，并认为蒸发量同该层土壤含水 量成正比。
二 土壤水 （一）土壤水分存在的形式
土壤固体颗粒同水分子经常处于相互作用中， 作用于土壤水的主要的力有分子力、毛细管引力和
重力。它们决定了土壤水的存在形式和运动。土壤
水通常以下列几种形式存在于土壤中：
汽态水(Vapor)
汽态水：
存在于土壤空隙
中的水汽
吸着水(Hygroscopic water)
力（称蓄满）时，多余的雨水进入饱水带，成为
潜水和地下径流。
一.包气带和饱和带
包气带：指地面与地下潜水面之 间的土层，是包含有空气的水、 土三相系统，因此，称包气带。 这里的水分，水文上称土壤水， 水压力P小于大气压，为负压， P＜0。
饱和带：指地下潜水面下 边的土层，土粒间的孔隙 完全被水充满，故称饱和 带。这里的水在水文上称 为地下水，P≥0
三 下渗
（一)入渗的物理过程
入渗一般是指大气降水或灌溉水通过土壤表面进 入土壤从而改变土壤内水分状况的过程。 它是水在分子力、毛细管引力和重力的综合作用 下在土壤中发生的物理过程，是径流形成过程的 重要环节之一。下渗不仅直接决定地面径流量的 生成及大小，同时也影响土壤水和地下潜水的增 长，影响土壤中表层流、地下径流的生成和大小。
土壤学知识点(1)
1.土壤：土壤是发育于地球陆地表面具有肥力能生长绿色植物的疏松多孔结构表层。
2.土壤肥力：土壤具有的能同时和持续不断地供给和调节植物生长发育所需的水、肥、气、热等生活因素的能力。
3.土壤圈：土壤以不完全连续的状态分布于陆地的表面，被称为土壤圈。
土壤圈是地圈系统的重要组成部分，其位置处于地圈系统中大气圈、水圈、生物圈与岩石圈的交接界面，即四个圈层的中心。
第一章1.原生矿物：在风化和成土过程中未改变化学组成的原始成岩矿物。
原生矿物只经历物理风化过程，所以粒径较大。
2.次生矿物：在风化和成土过程中新形成的矿物。
3.粒级的划分：石砾、砂粒、粉粒和黏粒。
4.粒级：根据土壤单粒直径大小和性质变化而划分的土粒级别称为粒级5.以粒经0.01 mm为界划分出“物理生沙粒“和“物理性黏粒”“6.不同质地土壤的农业生产性状: (砂质士黏质土壤质土)1)沙质士: 砂粒含量高、保蓄性差、以原生矿物为主、土温变幅大、耕性好、大孔隙多,氧气流足，无事害物质存在、发小苗不发者苗2)黏质土:①黏粒含量高、保蓄性强、以次生矿物为主、士温变幅小、耕性差、⑥小孔隙多，氧气不足，有毒害的质、发老苗不发小苗3)壤质土:兼有沙质土和黏质士的优点第二章1.环境条件对土壤酶活性的影响：一：土壤物理性质的影响。
（1）土壤质地，质地黏重的土壤比轻质土壤的酶活性强；（2）土壤结构，小团聚体的土壤结构酶活性较大团聚体的强（3）土壤水分，渍水条件降低转化酶的活性，但能提高脱氢酶的活性。
（4)温度，适宜温度下酶活性随温度升高而加强。
二：土壤化学性质的影响。
①士壤有机质的含量和组成及有机矿质复合体组成特性决定着士壤酶的稳定性②士壤ph值③某些化学物质的抑制作用。
三：耕作管理的影响。
合理的耕作制度能提高土壤酶活性，促进氧分转化;轮作有利于土壤酶活性的增强,连作常引起土壤酶活性的减弱。
四：土壤环境质量的影响。
当土壤受到农药、重金属等污染时，土壤酶的活性会被抑制或减弱。
土壤水分的类型与性质_OK
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土壤水分的运动方式和特点
▪ 扩散控制阶段
➢ 当水分进一步减少到地面 出现干土层后，土体内部 的水分不能向上传导，只 能在下部汽化，穿过孔隙 进入大气。水分损失量主 要取决于土壤孔隙的大小 和多少，通过镇压，既能 减少土壤孔隙量，又可使 土体紧实，毛管接通，起 到保墒和提墒的作用。
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重力水动运
（三）重力水的运动
➢ 土壤水分达到饱和状态时，多余的水 分就会在重力支配下沿大孔隙向下渗 漏。透水性强弱主要取决于供水强度 和土壤入渗能力的相对大小。
当供水强度大于土壤入渗能力时， 地面产生径流；
当供水强度小于或等于、结构、 和松紧孔隙状况等有关。
第一节 土 壤 水 分
土壤水分的类弄和性质 土壤水分常数及其有效性 土壤含水量及其表示方法 土壤水分的动动 土壤水分的保畜和调节
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土壤中的水分主要来自 于降水、灌溉和地下水的补充。 “有收无收在于水”，任何作 物在其生长发育期间，都要求 土壤持续不断地供给一定数量 的水分，以满足生命活动的需 要。
T水hur膨sday胀, July，22,增202大1 了磨擦阻力，移动的速度慢，距离也短。
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毛管水上升高度
▪
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毛管力的大小与水的表面张力 成正比，与水的弯月面曲率半 径成反比：
P=2a/R 当毛管水高度为H时,水柱的重 力为Hdg,与毛管力相等，即：
➢ 速度慢，往往供不应求。
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土壤水分的类型与性质
3.毛管水
➢ 存在于土壤毛管孔隙中， 由毛管力所保持的水分。
土面蒸发的名词解释
土面蒸发的名词解释土面蒸发，是指地表土壤水分在太阳能作用下转化为水蒸气的过程。
它是水循环中的一个重要环节，对维持地球水平衡起着至关重要的作用。
在自然界中，阳光能量的作用下，地表和土壤水分会发生蒸发作用，这种过程就是土面蒸发。
土面蒸发发生在地球表面覆盖土壤的部分，包括田地、林地、草地等。
当太阳能照射到土壤表面时，部分能量被土壤吸收，使土壤温度升高，然后热量传递到土壤中的水分，将其转化为水蒸气逸出到大气中。
土面蒸发是地表水资源的重要损失来源之一。
随着气温的升高和干旱气候的日益严重，土地上的水分蒸发速率也会增加，使得土地上的水资源流失较多。
尤其在干旱地区，土壤温度很高，蒸发作用更为明显，导致水分的亏损加剧，给农业生产和自然生态系统带来较大的压力。
土面蒸发对气候和环境也有重要的影响。
土壤水蒸气的释放会增加大气中的水汽含量，对气候和降水形成一定的影响。
此外，土面蒸发是地表温度调节的重要机制之一。
因为当土壤水分蒸发时，会带走部分能量，从而减少土地的热量，起到了一定的降温作用。
这对于调节气候、减缓气温上升具有重要意义。
在减少土面蒸发方面，可以采取一些措施来保护水资源和减缓干旱的发展。
例如，通过地表覆盖物来减少土壤的直接暴露，可以减少蒸发速率。
在农业生产中，可采用合理灌溉、调整种植结构，减少水分的损失。
对于干旱地区，应加强水资源的管理和保护，制定科学的水资源利用政策，提高水资源利用效率。
综上所述，土面蒸发是地表水资源损失的重要因素之一，同时也是水循环中的重要环节。
减少土面蒸发对于保护水资源、调节气候和维持生态平衡具有重要意义。
在未来的环境保护中，需要从多个方面对土面蒸发进行研究和管理，以实现可持续发展和水资源的合理利用。
工程水文学-蒸发
（二）土壤蒸发观测
1. 器测法；
ΓΓИ500型
E 0.02(G1 G2 ) (R q) P
2. 间接计算法
WUHEE
流域总蒸发
包括水面蒸发、土壤蒸发、植物截留蒸发 及植物散发。
确定方法： 1. 单项计算，加权求和，例如面积加权
E=F水/F总×E水+F土/F总×E土
2.水量平衡法或蒸发模式计算法.
水汽输送法、热量平衡法、彭曼法、水量平 衡法、经验公式法等。
彭曼水面蒸发公式：
E
1
r
E
土壤蒸发
（一）土壤蒸发过程 三个阶段：
第一阶段：土壤充分湿润， 供水充足E接近最大蒸发能力EM； 第二阶段：土壤水分减少，W<W田，供水条件变
差，E逐渐减小； E=W/W田×EM
第三阶段：W<W断，水分运动十分缓慢，蒸发率 很小。
WUHEE
模式计算法
1. 一层模式 E=W/W田×EM
2. 二层模式 上层：E上=EM 下层： E下=W下/W田×EM剩 3. 三层模式 上层：E上=EM 下层： E下=W下/W田×EM剩 深层：量小且稳定，（1/5～1/10）×EM
0.3-1.0mm/d
WUHEE
WUHEE
可能最大蒸发率或蒸发能力（EM)： 在充分供水的条件下，某一蒸发面的蒸 发量，即同一气象条件下可能达到的最 大蒸发率。
WUHEE
水面蒸发的观测
1. 器测法： 水文部门普遍采用
E601蒸发器。
每日8时观测一次， 得日蒸发量； 月蒸发量 年蒸发量
折算系数：K=E池/E器
WUHEE
2. 间接计算法
利用气象水文观测资料间接推算蒸发量：
最新土壤学复习资料-仅供参考
1.土壤：陆地表面具有肥力能够生长植物的疏松表层。
2.土壤肥力：土壤能够持续不断供给植物生长所必需的水、肥、气、热，协调它们之间的矛盾及抵抗不良自然环境的能力。
3.腐殖物质：土壤中在微生物及其酶作用下，新形成的一种暗色，含N、高分子芳香族化合物。
4.腐殖化系数：单位质量有机物质碳在土壤中分解一年后残留有机碳量。
5.土壤机械组成：土壤中各级土粒所占重量百分数组合。
6.土壤质地：根据机械组成划分的土壤类型。
7.土壤容重：单位体积自然土壤的烘干重8.土壤孔隙度：土壤孔隙的体积占整个土壤体积的百分数9.土壤结构体：土壤中的各级土粒或其中的一部分互相胶结，团聚而形成的大小、形状、性质不同的土团、土块、土片等。
10.凋萎含水量：植物产生永久凋萎的植物含水量。
11.田间持水量：土壤毛管悬着水达到最大时土壤含水量。
12.饱和持水量：土壤中所有孔隙都充满水，此时土壤的含水量。
13.土水势：单位数量自由状态的水进入土壤后，在土壤各种力的作用力自由能的降低。
通常为负值。
14.基质势：土壤水受到吸附力和毛管力的束缚，自由能的降低。
15.SPAC体系：由水势梯度引起水从土壤进入植物体，再向大气扩散的体系。
16.土壤水分特征曲线：土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水率而变化的，其关系曲线称为~~。
17.土壤热容量：单位体积或单位重量的土壤每升高1℃所需热量。
18.土壤导热率：单位厚度土壤温度相差1℃，每秒种传导通过单位断面的热量J数。
19.永久电荷：同晶置换一般形成于矿物的结晶过程，一旦晶体形成，它所具有的电荷就不受外界环境影响，故称之为永久电荷。
20.等电点：土壤胶体解离的阳离子数和阴离子数相同，胶体净电荷为0时，溶液的PH值21.土壤阳离子交换作用：扩散层内部与外部溶液离子浓度的差高于外部溶液为正吸附，低于外部溶液为负吸附。
22.阳离子代换量（CEC）：PH=7时，每Kg土吸附交换阳离子的厘摩尔数。
Cmol(+)/kg23.盐基饱和度（BS）：指交换性盐基离子占阳离子交换量的百分数。
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土壤水分蒸发的三个阶段和特点
土壤蒸发是水分自地表散失，土壤由湿变干的过程。
根据土壤蒸发率的变化，可分为三个阶段：
第一阶段定常蒸发率阶段：降水或灌溉刚刚停止，地表含水量尚处于饱和时期。
该时期的特征是：
（1）土壤较湿，导水率较大，下层土壤水分能及时补充蒸发耗损掉的水分，蒸发率不变，蒸发量数值与自由水面蒸发值很接近；（2）受大气蒸发力控制影响较大；
（3）饱和含水量只能持续很短的一个时段，水量散失速度最快。
第二阶段蒸发率下降阶段：当蒸发速率小于大气蒸发率时，进入该阶段。
该阶段的特征是：
（1）蒸发随着土壤含水率的减少而下降；
（2）蒸发量小于自由水面蒸发量，而且随着导水率的降低而减少；（3）蒸发速率受土壤剖面水分传导的控制；
（4）持续时间较短，水分散失速度较快。
第三阶段蒸发率微弱阶段：当土壤表层出现干土层时便进入这个阶段。
进入该阶段特征是：
（1）剖面导水率继续减少，表土变干，干土层的导水率接近零；（2）干土层下面湿土水分首先汽化，而后通过干土层进入大气；
（3）蒸发量受干土层水汽扩散率和土粒表面对水汽吸附力的影响；（4）持续时间长，水分散失速度最低。