土壤水動(dòng)力學(xué)考題以及答案doc

本文格式為Word版，下載可任意編輯——土壤水動(dòng)力學(xué)考題以及答案doc1.土壤水基質(zhì)勢，P14。

土壤水的基質(zhì)勢是由于土壤基質(zhì)對土壤水分的吸持作用引起的。單位數(shù)量的土壤水分由非飽和土壤中的一點(diǎn)移至標(biāo)準(zhǔn)參考狀態(tài)，除了土壤基質(zhì)作用外其他各項(xiàng)維持不變，則土壤水所做的功即為該點(diǎn)土壤水分的基質(zhì)勢。2.土壤水吸力，P18。

土壤水吸力是土壤基質(zhì)勢和溶質(zhì)勢的負(fù)數(shù)，在研究田間土壤水分運(yùn)動(dòng)時(shí)，溶質(zhì)勢一般不考慮，因此，一般所說的土壤水吸力指土壤基質(zhì)的吸力。3.導(dǎo)水率，P29

非飽和土壤的導(dǎo)水率K又稱為水力傳導(dǎo)度，由于土壤中部分孔隙為氣體所填充，故其值低于該土壤的飽和導(dǎo)水率。4.土壤水?dāng)U散率，P38。

非飽和土壤水的擴(kuò)散率D(?)為導(dǎo)水率K(?)和比水容量C(?)的比值。5.比水容量，P19

土壤水分特征曲線斜率的倒數(shù)即單位基質(zhì)勢的變化引起的含水量變化，稱為比水容量。6.穩(wěn)定蒸發(fā)P133

在蒸發(fā)的起始階段，表土的蒸發(fā)強(qiáng)度不隨土壤含水率降低而變化，稱為穩(wěn)定蒸發(fā)階段。7.土壤水分入滲P77

土壤水分入滲是指水分進(jìn)入土壤的過程。

8.零通量面P52

土壤中任一點(diǎn)的土壤水分通量由達(dá)西定律q??K(?m)?當(dāng)水勢梯度面ZFP。

9.土壤入滲特性曲線受哪些因素的影響？各影響因素如何對其產(chǎn)生影響？P20

土壤水分特征曲線受土壤質(zhì)地、土壤機(jī)構(gòu)、溫度和土壤中水分變化的過程等因素的影響。

（1）一般說，土壤的粘粒含量愈高，同一吸力條件下土壤的含水率愈大，或同一含水率下其吸力值愈高。這是由于土壤中粘粒含量增多會(huì)使土壤中的細(xì)小孔隙發(fā)育的起因。

（2）土壤愈密實(shí)，則大孔隙數(shù)量愈減少，而中小孔徑的孔隙愈增多，因此，在同一吸力值下，干容重愈大的土壤，相應(yīng)的含水率一般也要大些。

（3）溫度升高時(shí)，水的粘滯性和表面張力下降，基質(zhì)勢相應(yīng)的增大，或說土壤水吸力減小，在低含水率時(shí)，這種影響表現(xiàn)的更加明顯。

（4）對于同一土壤，即使在恒溫條件下，由土壤脫濕過程和土壤吸濕過程測得的水分特征曲線也是不同的。這一現(xiàn)象已為好多試驗(yàn)資料所證明，這種現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象。

10.非飽和土壤水力傳導(dǎo)度受哪些因素的影響？如何影響？P32（1）非飽和土壤的導(dǎo)水率K值大小與土壤質(zhì)地有關(guān)。一般地說，砂

??給出，?z???0時(shí)，該處的通量q＝0，則稱該處的水平面為零通量?z性土壤的導(dǎo)水率比粘性土壤的要大。但是，當(dāng)吸力值很高時(shí)，由于砂性土壤中絕大部分孔隙中的水被排空，成為不導(dǎo)水的孔隙，此時(shí)砂性土壤的導(dǎo)水率反而粘性土壤的為低。

（2）非飽和土壤的導(dǎo)水率K值還與土壤的結(jié)構(gòu)有關(guān)。將土壤密實(shí)后，大孔隙減小而小孔隙增加，因此，對于同一含水率，導(dǎo)水率值將隨土壤干容重的增大而減小。

（3）非飽和土壤的導(dǎo)水率K和含水率θ的關(guān)系，一般認(rèn)為受滯后作用的影響較小，但它和基質(zhì)勢的關(guān)系則受到一定程度的滯后影響。11.土壤蒸發(fā)的三個(gè)過程是什么？各過程的特點(diǎn)和決定性因素是什么？P133

（1）表土蒸發(fā)強(qiáng)度保持穩(wěn)定的階段。在蒸發(fā)的起始階段，當(dāng)?shù)乇砗矢哂谀骋慌R界值時(shí)，盡管含水率有所變化，但地表處的水汽壓依舊維持或接近于飽和水汽壓。這樣，在外界氣象條件維持不變時(shí)，水汽壓梯度基本上無變化。結(jié)果含水率的降低并不影響水汽的擴(kuò)散通量。另一方面，表土含水率的減小將使得地表土壤的導(dǎo)水率有所降低，但這正好為土壤中向上的吸力梯度增加所補(bǔ)償，故而土壤仍能向地表供水。穩(wěn)定蒸發(fā)階段蒸發(fā)強(qiáng)度的大小主要由大氣蒸發(fā)能力決定，可近似為水面蒸發(fā)強(qiáng)度E0。此階段含水率的下限，即臨界含水率的大小和土壤性質(zhì)及大氣蒸發(fā)能力有關(guān)。

（2）表土蒸發(fā)強(qiáng)度隨含水率變化的階段。當(dāng)表土含水率低于臨界含水率以下時(shí)，不僅土壤的導(dǎo)水率隨土壤含水率的降低或土壤水吸力的增高而不斷減少，而且導(dǎo)致土壤水分向上運(yùn)移的吸力梯度和前一

階段不同而呈不斷減少的趨勢。因此，流向地表的土壤水通量，亦即土壤的供水能力，不可避免的減小下來，由于表層土壤消耗的水分得不到補(bǔ)充，因此含水率進(jìn)一步減小，另一方面，隨著表土含水率的降低，蒸發(fā)強(qiáng)度隨之減弱。

（3）水汽擴(kuò)散階段。當(dāng)表土含水率很低，例如低于凋萎系數(shù)時(shí)，土壤輸水能力極弱，不能補(bǔ)充表土蒸發(fā)損失的水分，土壤表層形成干土層，干土層以下的土壤水分向上運(yùn)移，在干土層的底部蒸發(fā)，然后以水汽擴(kuò)散的方式穿過干土層額進(jìn)入大氣。在此階段，蒸發(fā)面不是在地表，而是在土壤內(nèi)部。蒸發(fā)強(qiáng)度的大小主要由干土層內(nèi)水汽擴(kuò)散的能力控制，并取決于干土層的厚度，一般來說，其變化速率十分緩慢而且穩(wěn)定。

12.寫出一維水平入滲問題的定解問題，并簡述解析解求解步驟。P83

對水平半無限長的均質(zhì)土柱來說，初始含水率?i均勻，進(jìn)水端含水率?0恒定（第一類邊界），且擴(kuò)散率為常數(shù)D的定解問題是

???2??D2（1）?t?x???it?00?x??（2）???0t?0x?0（3）

???it?0x??（4）

上述定解問題可用拉普拉斯變換求解。設(shè)未知函數(shù)?(x,t)拉氏變換后相應(yīng)的象函數(shù)為?(x,p)，p是拉氏變換參數(shù)。按拉氏變換定義

?(x,p)?Lt???x,t????e?pt?(x,t)dt（5）

0~~?式中，符號(hào)Lt?f?x,t??表示就變量t對函數(shù)f?x,t?進(jìn)行拉氏變換。根

據(jù)拉氏變換定理可知

~????x,t???x,t????x,0?Lt??p????t?~??2??x,t??d2??x,p?Lt???22?xdx??由此，基本方程經(jīng)拉氏變換后為

~?id2??x,p?p~??（6）??x?p??2DdxD此方程是象函數(shù)??x,p?的二階線性常系數(shù)非齊次微分方程，方程的通解為

??x,p??c1ex~p/D~?c2e?xp/D??ip（7）

為了求得通解中任意常數(shù)c1和c2，需要對式（3）和式（4）表示的邊界條件進(jìn)行拉氏變換可得

??0,p??~?0p和???,p??~?ip

此即象函數(shù)的定解邊值。將其應(yīng)用于通解（7），則可求得任意常數(shù)

c1?0和c2??0??ip

由此，得出象函數(shù)的解為

??x,p?