土壤物理名詞解釋和填空

第一章土壤基質(zhì)及基質(zhì)特征土壤基質(zhì)：指土壤的固體部分，它是一個分散和多孔的體系。土壤基質(zhì)的分散性：是指土壤的固體物質(zhì)由不同比例的、粒徑粗細不一、形狀和組成各異的顆粒所組成的。粒徑分布：土壤基質(zhì)中各級粗細土粒的數(shù)量和比例，也成為土壤的機械分布。土壤的孔隙狀況：土壤基質(zhì)的孔隙度，各級不同孔徑孔隙的數(shù)量比，孔隙的形狀、彎曲和連接程度。土壤的基質(zhì)特征有：1.土粒和團粒的粒徑分布；2.土壤比表面積和土壤孔隙的孔徑分布；3.有機膠體的數(shù)量和黏粒礦物的種類。當量粒徑：與土粒沉降速度相同的球體土粒的直徑。通常分為礫、砂粒、粉粒、粘粒四個大的粒級。粒級分析通常分為三步：土粒的分散、粗土粒的篩分、細土粒的沉降分離；分散劑的選擇:酸性土壤加氫氧化鈉，中性土壤加草酸鈉，堿性土壤加六偏磷酸鈉。常用測量方法有:比重計法和吸管法。土壤質(zhì)地：土壤中各粒級占土壤重量的百分比組合。土壤比表面積：單位質(zhì)量土粒的總表面積，或單位容積土粒的總表面積，或單位容積土壤的總表面積。土壤的孔徑分布：各級粗細不同孔徑孔隙所占總?cè)莘e的百分數(shù)。土粒密度應成為土壤固相密度或土粒平均密度：P=%，常取2.65g/cm3.sVs干容重，又稱土壤密度：P=m= msbV (V+V+V)總?cè)葜?，指單位容積土壤濕土壤的質(zhì)量：P=m=7?4^上tV(V+V+V)t swa孔隙度：表示單位容積干土壤(即土壤基質(zhì))中孔隙所占百分數(shù):已匕=1—匚m p—s spb質(zhì)量含水量，指水與干土粒的質(zhì)量比或重量比：em=mws容積含水量，指單位容積土壤中水所占的容積，eV=Vw。與質(zhì)量含水量的關(guān)系：ev=pb0mt飽和度，指土壤中水的容積與孔隙容積之比，即s=V=（V\v），且。=sf。fwa水深：指單位面積一定厚度的土體所含的水量，D=羅=淌。wA絕對水量：指一定面積一定深度土壤所持的水量。充氣孔隙度，指土壤中空氣的相對含量：f=偵fI ，與土壤飽和度的關(guān)系aV（V+V+V）

t swa是fa=f-s，與容積含水量的關(guān)系是：fa=f-e=f（1—s）第二章土壤水的保持和運動2?1水的物理性質(zhì)表面張力是出現(xiàn)在液體和氣體界面上的物理現(xiàn)象，用Y表示，單位是N/mo表面張力與溫度有關(guān)，溫度越高，液體表面張力越??；也與純度有關(guān)，純凈液體中摻進雜質(zhì)，表面張力就會大為減少：表面張力還與液體的化學性質(zhì)有關(guān)。彎曲液面對液體內(nèi)部施以附加壓強，凸面時附加壓強是正的，凹面時附加壓強是負的。附加2壓強與曲率半徑有關(guān)，球面的附加壓強是p=-L，其中R是球面半徑，Y是表面張力。R潤濕或者不潤濕，本質(zhì)上是由液體分子與固體分子間的相互吸引力（附著力）大于或小于液體分子間的相互吸引力（內(nèi)聚力）決定的。接觸角等于0，稱為完全潤濕，接觸角等于丸，稱為完全不潤濕。

在圓形的管子里，能潤濕固體的液體表面濕凹形，不能潤濕液體的表面呈凸形，這種彎曲液面稱為彎月面。毛細現(xiàn)象：將毛細管插入液體內(nèi)，管內(nèi)外液面會產(chǎn)生高度差。如果液體能潤濕管壁，管內(nèi)液面升高；若不能潤濕管壁，管內(nèi)液面反而較管外低。這一現(xiàn)象叫做毛細現(xiàn)象。毛細管內(nèi)液體上升高度：由p=;=pghR-r由p=;=pghR且R=——，r是管徑，中是接觸角。cos中則上升高度h=勿cos中rPg運動狀態(tài)下，液體具有抵抗剪切變形的能力，這就是粘滯性，用粘度R表示，溫度是影響粘度的主要因素。20°C時，水的粘度是1.002x10-3Pa.so2.2土壤含水量的測定烘干法：105C烘箱內(nèi)烘6-8小時，測土樣重量差。優(yōu)點：簡單直觀缺點：采樣會干擾田間土壤水的連續(xù)性，留下取樣孔，切斷作物的某些根并影響土壤水的運動。代表性差。中子法：探頭、計數(shù)器、其他附件優(yōu)點：在原地不同深度周期性地反復測定而不破壞土壤，也不大受周圍溫度的影響缺點：先要用烘干法標定，昂貴，空間分辨率低，不能測定表土含水量，對人體健康有影響。r射線法：同位素放出r射線穿透土壤，其衰減度隨土壤濕容重的增大而提高。優(yōu)點：空間分辨率高，能測定表層土壤含水量，瞬態(tài)缺點：對人體健康有危險TDR法：時域反射儀優(yōu)點：簡單易行，可以直接讀出測定值缺點：昂貴，分辨率低，只能測定整個剖面土壤含水量的平均值2.3土壤水的能態(tài)2.3土壤水的能態(tài)平衡系統(tǒng)：當土-水系統(tǒng)保持在恒溫、恒壓以及溶質(zhì)濃度和力度不變的狀態(tài)下時，系統(tǒng)內(nèi)部沒有能量交換，該系統(tǒng)稱為平衡系統(tǒng)。土水勢:可逆地和等溫地從特定高度和大氣壓下的純水水池轉(zhuǎn)移極少量水到土壤中某一研究點每單位數(shù)量純水所做的功?；鶞氏到y(tǒng)：即土水勢的參照面，其土水勢為零。國際土壤協(xié)會選定的基準系統(tǒng)是：恒溫下，處在大氣壓下一定高度純自由水池水面的勢能。重力勢是地球重力對土壤水作用的結(jié)果；基質(zhì)勢是土壤基質(zhì)的毛管作用和吸附作用產(chǎn)生的，任何時候都不大于0,；壓力勢由土壤水靜水壓力產(chǎn)生，任何時候都不小于0；溶質(zhì)勢只有在半透膜存在的情況下才起作用。2.4土水勢幾個分勢的測定張力計是田間測量土壤基質(zhì)勢的一般方法，使用時要注入無氣水，通常至少要皿后張力計讀數(shù)才能穩(wěn)定。張力計使用過程中注意避免漏氣和溫度的影響，因此每次測量應該在每日的固定時間。2.5土水勢的熱力學基礎(chǔ)2.6土壤水特征曲線土壤水特征曲線是反映土壤含水量和土壤基質(zhì)勢或者土壤基質(zhì)吸力之間關(guān)系的曲線，是分析土壤水保持和運動最基本的資料之一。土壤基質(zhì)中的水是由于土壤顆粒的表面吸附和土壤孔隙的毛管力所保持的，高吸力時表面吸附起主導作用，低吸力時毛管力起主要作用。實效孔徑/當量孔徑：土壤水吸力相當?shù)膱A形孔徑。比水容量：基質(zhì)勢對含水量的導數(shù)：CQ=茶，用以說明土壤基質(zhì)勢或土壤水吸力某一變m化范圍內(nèi)，土壤所能釋放或儲存以供植物利用的水量。C0-S曲線的峰值說明相應的實效孔徑在該土壤中占優(yōu)勢。影響土壤水特征曲線的因素：質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、溫度、滯后作用。滯后現(xiàn)象：土壤吸濕過程中和脫濕過程中測得的土壤水特征曲線（主線）不同。滯后現(xiàn)象的原因：主要由于七壤的幾何形狀。解釋理論有：瓶頸理論、彎月面延遲形成理論、界面接觸角理論。瓶頸效應：同樣持水狀態(tài)下，脫濕過程中的吸力大于吸濕過程的吸力。水分特征曲線測定方法：1.張力計法，測定基質(zhì)勢，同時測土壤含水量；2.懸掛水柱法，測定低吸力范圍的土壤水特征曲線；3.壓力板法。2.7土壤水流概述層流運動：指液體指點作有條不紊的線性運動，彼此不混雜。普氏定律：Q=兀R4Ap/8M，表明流過細管中的流量與細管半徑的四次方成正比，要求水流運動是層流。水流通量密度（水流通量）：單位時間內(nèi)通過單位橫截面面積的水流容積，七=豈2.8飽和流飽和流：水分充滿土壤孔隙的水流。Darcy定律適用條件：1、剛性的飽和土壤，2、無半透膜，即沒有溶質(zhì)勢Darcy定律反映了土壤水通量與土壤水能量損失之間的關(guān)系，只適用于層流導水率（Ks）：單位勢梯度下土壤水的通量，實驗室測定用定水頭法和變水頭法（細土壤），田間測定用雙環(huán)法和Guelph滲透儀法。穩(wěn)態(tài)流：通量不隨時間變化的土壤水流。瞬態(tài)流：通量隨時間變化的土壤水流。有效飽和導水率：,j=12.9非飽和流飽和流的驅(qū)動力是壓力勢和重力勢梯度，而非飽和流的驅(qū)動力是基質(zhì)勢和重力勢梯度。非飽和土壤導水率遠遠低于飽和土壤導水率。Buckingham-Darcy定律考慮了水力勢梯度是基質(zhì)勢和重力勢之和，非飽和土壤水流的導水率是土壤含水量或者基質(zhì)勢的函數(shù)，因此寫成：J=-K（h）（票+1），此處假設(shè)向上為正。w m當?shù)叵滤徊惶珳\時，接近地表的基質(zhì)勢趨于常數(shù)。當水流以常量下滲時，基質(zhì)勢梯度趨于0，而水流只在重力梯度下運動（重力流），即Jw=-K（h）。2.10連續(xù)性方程一維形式：普+結(jié)+r=0dzotw基本假設(shè)：1.水不可壓縮；2.土壤基質(zhì)不變2.11Richards方程零通量面：水力勢梯度為0的土壤剖面。第三章要點田間水分循環(huán)：通常是指地下水位以上土壤非飽和帶中的水分運動，例如入滲過程、水分再分配過程、蒸發(fā)過程和蒸騰過程。入滲：指灌溉或降雨條件下水分進入土壤的過程，影響因素主要有：供水速率和土壤的滲吸速率。入滲率：單位時間通過單位面積入滲的水量。累積入滲量：在一定時段內(nèi)通過單位面積的總水量。入滲濕潤鋒：土壤濕潤時，含水量剖面干濕交界處，稱為入滲濕潤鋒。Green-Ampt模型假設(shè)地表有常量水勢頭，且濕潤鋒明確，有常量基質(zhì)勢頭。主要求入滲深度、入滲率和累積入滲量。Philip入滲模型：第一類邊界條件（灌溉模型）：灌溉使表土接近飽和，但不形成積水，即已知上邊界含水量。第二類邊界條件（降雨模型）：地表通量已知，但不形成積水或地表徑流第三類邊界條件：供水強度超過土壤入滲能力。1-1實際應用形式：i（t）=5St-2+A，其中S是吸著率。Philip模型忽略了兩個因素：入滲期間可能受到氣洵和表面土壤結(jié)皮的作用。再分布：在灌溉或降雨終止后，土壤水繼續(xù)在土壤剖面中的運動成為土壤水的再分布。田間持水量：最大懸著毛管含水量，通常為充分灌溉后，經(jīng)過兩天再分布時土層的含水量。土壤大孔隙包括：植物根痕那樣的管狀孔、小動物洞穴、干燥收縮形成的裂隙、化學風化溶解形成的空洞、耕作形成的暗洞、破碎心土層的孔隙和團粒間較大的孔隙。大孔隙流的研究方法有：直接法（染色劑失蹤:直觀，但工作量大且費用高，只能進行定性及形態(tài)學研究），間接法（建立機理模型推斷，并反復修正）。指流：均質(zhì)土壤中，當土表入滲率小于土壤飽和導水率時，濕潤鋒會不穩(wěn)定，結(jié)果水流按指狀流動，產(chǎn)生的指狀流。漏斗流：細的土壤剖面中存在一個或幾個粗土斜夾層，在非飽和流達到斜層時，水流將沿著斜層的表面流動，至斜層下端則以漏斗狀垂直向下流動。土面蒸發(fā)：土壤水經(jīng)過土壤表面以水蒸氣狀態(tài)擴散到大氣中的過程土面蒸發(fā)的三個條件：1.有持續(xù)的熱能支持水分汽化:2.土表蒸汽壓高于大氣蒸汽壓:3.不斷有水分補充至土表。大氣蒸發(fā)力：又稱潛在蒸發(fā)力，是單位時間從單位自由水面蒸發(fā)的水量，量綱為L/T蒸發(fā)率：單位時間從單位面積土面上損失的水量。土面蒸發(fā)的三個階段：大氣蒸發(fā)力控制階段（蒸發(fā)率不變階段）、土壤導水率控制階段（蒸發(fā)率下降階段）、擴散控制階段。田間土壤水流失的兩個途徑：深層滲漏、表土蒸發(fā)。因此減少水分流失的措施：灌溉水量大且次數(shù)少、土表有覆蓋層。環(huán)球輻射：到達地面的太陽直接輻射和散射之和。地面反射率：地面反射與到達地面直接輻射和散射之比。顯熱：地面收到輻射后，用于加熱地面上空氣的熱量潛熱：通過土壤和植物中的水分汽化過程消耗的熱量。蒸散率：從土面蒸發(fā)和從植物蒸騰的總速率。Bowen比：顯熱和潛熱之比潛在蒸散：在完全封壟的田間，高低均勻且矮小的綠色作物，在從來不缺水情況下單位時間可能蒸騰的水量。第四章容積熱容（質(zhì)量熱容）：單位容積（質(zhì)量）的土壤，在溫度增減1°C時所吸收或釋放的熱量，用Cv（Cm）表示。質(zhì)量熱容也稱為比熱容。熱傳導：土壤吸收熱量后，把吸收的熱量傳導給臨近的土壤，產(chǎn)生如同水流那樣的熱運動，稱為土壤的熱傳導