土壤水分入渗..

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一、土壤水分入渗过程及规律 （四）影响入渗过程的条件
入渗过程中，累积入渗量、入渗率和土壤含水率随 时间的变化和地表处的施加方式和状况有关，也就是 说与入渗的初始和边界条件有关。为了求出入渗过程 中土壤含水量的分布，以及入渗率随时间变化的定量 结果，可以在一定的初始含水率分布条件下，根据入 渗边界条件，求解水分运动方程。
是连续湿润锋面与水分传导带的一个含水量随深度 迅速减小的水分带，随着湿润锋的不断下移，使其下 面的干土含水量增加，变为湿润带。
5. 湿润锋
在湿润带的末端，土壤含水量突变，与下 层干土有明显界面，称为湿润锋。
新的认识
传导区和湿润带是存在的，饱和区和过渡 区不明显，饱和区很难完全。
一、土壤水分入渗过程及规律 （三）入渗过程中土壤含水量的垂直分布规律
初始条件
初始条件（t=0）时，含水率或水势分布为深度z的函数， 即：
一、土壤水分入渗过程及规律 （四）影响入渗过程的条件
边界条件
分为三种类型： Dirchlet(狄利克雷)条件：它是给定上下边界的土壤含水 率或土壤水势，即，
一、土壤水分入渗过程及规律 （四）影响入渗过程的条件
边界条件
分为三种类型： Neumann(纽曼)条件：它是给定边界的水流通量，即，
1. 入渗速率i (Infiltration rate)： 2. 累积入渗量I (accumulative infiltration capacity)： 3. 入渗能力ip ( Infiltration capacity) ： 又称入渗率，单位时 间内通过单位面积入 4. 稳定入渗率id (steady infiltration rate)： 渗到土壤中的水量 (mm/min,cm/d) 在某一时段内，通过 不同质地土壤的稳定入渗率 id 在一个大气压下，土 单位土壤表面所渗入 土质 i /min h 壤表面供水充足，这 砂 20 3 2 的总水量(cm /cm ） 砂质、粉沙质土 10-20 时水渗入土壤的通量 5-10 壤土 或cm，mm)。 1-5 粉质土 （cm/s）。
第六章 土壤水分的入渗 水循环 入渗（Infiltration）
蒸发（Evaporation）
田间土壤水循环的两种形态
入渗（Infiltration）
蒸发（Evaporation）
蒸腾（transpiration）
一、土壤水分入渗过程及规律
入渗是水分进入土壤的过程。
•水文学中研究地表产流问题
•农田水利学研究灌溉或降雨后土壤水分的分布
3. 传导区
土壤含水量基本上保持在饱和含水量 与田间持水量之间，沿垂线均匀分布，形 成一个传导区，随着供水历时的增长湿润 锋不断下移，水分传导区不断向下延伸， 而土壤含水量则保持在上述数值范围内 （60-80%s），并且这一带毛管势梯度极 小，水分的传输运动主要为重力作用。
一、土壤水分入渗过程及规律 （三）入渗过程中土壤含水量的垂直分布规律 4. 湿润带（区）
•水资源评价中研究降雨对浅层地下水的补给问题
•农业及环境学研究化肥、农药及污染物等随水分
迁移的问题
土壤水分的入渗
一、土壤水分入渗过程及规律
（一）入渗的物理过程
土壤水分在土壤中运动受到分子力、毛管力和 重力的控制，其运动过程也就是在各种力综合作 用下寻求平衡的过程。当毛管孔隙充水达到饱和 时，水分主要在重力作用下运动。 1.下渗过程中水分的作用力和运动特征，可分为 三个阶段：
渗润阶段(Wetting period)：主要是在分子力作用 下，被土壤颗粒吸附而成为薄膜水，当土壤干燥 时，此阶段十分明显。
一、土壤水分入渗过程及规律
（一）入渗的物理过程
渗吸阶段(Infiltration period)（பைடு நூலகம்饱和下渗） 主要是在毛管力和重力的作用下，在土壤孔隙 中作不稳定运动，并逐渐填充土壤孔隙，甚至全部 饱和。 渗透（漏）阶段(Percolation period)（饱和下渗） 当土壤孔隙水分充满而饱和时，水分在重力作 用下作稳定运动。
1. 饱和带（区）
当下渗水流到10cm土层厚度时， 土壤表面1cm内的含水量接近于饱和 含水量，形成一个饱和带，无论湿润 深度怎样增大，这个饱和带的厚度都 不超过1.5cm。
一、土壤水分入渗过程及规律 （三）入渗过程中土壤含水量的垂直分布规律 2. 水分过渡带（区）
在饱和带以下，土壤含水量随深度的增加急剧减小， 形成一个水分过渡带。
一、土壤水分入渗过程及规律
（一）入渗的物理过程
2. 土壤入渗根据其地面是否积水又分为如下形式： 无积水入渗： 当灌溉(或降雨)强度小于或等于土壤饱和导水率时， 雨水和灌溉水能及时地全部为土壤所吸收，故不会产生地 面积水。这种入渗主要是降雨或灌溉强度起决定作用。 积水前入渗： 当降雨强度大于土壤饱和导水率，而小于土壤最大 入渗率时，开始阶段地表并不积水，实际渗透速率等于降 雨强度，该强度愈大，则积水前阶段的时间愈短，表土含 水率随时间延长而逐渐增大，最后达到饱和时此阶段结束
“混合边界”条件(mixed condition)或称劳平条件(Robin Condition)是Dirchlet条件和Neumann条件的混合。
d -1
粘质土
1
一、土壤水分入渗过程及规律
（二）土壤的入渗性能
累积入渗量I和入渗速率i 的关系
土壤入渗速率的变化过程
一、土壤水分入渗过程及规律
（三）入渗过程中土壤含水量的垂直分布规律
下渗过程中土壤含水量的分布，最早考尔曼(Coleman) 与包德曼(Bodman)(1944,1945)做了研究，把下渗过程中 土壤含水率的分布划分为四个具有明显分区的水分带，它 们反映了下渗水流垂向运动的特征。
一、土壤水分入渗过程及规律
（一）入渗的物理过程
2. 土壤入渗根据其地面是否积水又分为如下形式：
积水入渗 积水前入渗阶段结束后，便进入积水入渗阶段。它 是以地表有积水存在为标志，积水后，地表的实际渗 吸速度随时间延长而逐渐减小，直至最后趋于某一稳 定值。
一、土壤水分入渗过程及规律
（二）土壤的入渗性能