不同类型土壤导水率和含水量矿物分析显微镜
一般说来,微分方程式能有无限数目的解答。为确定任何已知情况下的
特定答案,就需要规定边界条件,和在不稳定流的情况下,还需要规定起始条
件。能存在有不同类型的边界条件(如,不透水的边界、自由水面、已知压
力的边界或已知的流进或流出速率等),但在每种情况下通量和压头必须在
全系统中是连续的。在有层次的土壤,在越过层间边界时,导水率和含水量
可能是不连续的(即,它们可能表现急剧变化)。
在不稳定流,膨胀土壤的固体基质进行移动,所以达西定律是应用于与
土粒有关的水运动,而不是与物理空间有关的运动
土壤中水流的适当的物理说明要求规定三个参数:通量、水头和导水率
。根据达西定律,知道了它们中任何两个就能够计算出第三个。达西定律表
明通量等于导水率和水头梯度的乘积。水头梯度本身包括压力和重力势梯
度,前者在水平系统中的水流是唯一的原因,而后者出现于垂直系统。饱和
时的导水率是土壤对水流的一个可以做为特征的性质,它是与孔隙度和孔径
分布有关勺。
绝大多数田间和植物根区的土壤水流过程都是出现在土壤处于不饱和的
状态。定量地说明不饱和流过程一般是复杂和困难的,因为在不饱和流中常
常包含有土壤水状态和含量的变化。这些变化包括不同含水量(湿度)吸力
和导水率间的复杂关系,它们可能还要受滞后作用的影响。用方程表达和解
答不饱和流问题经常需要使用间接的分析方法,这些方法是基于近似法或数
理技术。因此,处理这些问题的精确理论和方法发展得相当晚。可是,近年
来不饱和流的研究,成了土壤物理学中最重要和活跃的课题,这类研究促进
了理论和实践上的进展。
不饱和流与饱和流的比较
由一种有效的势能梯度产生的推动力所造成的土壤水流,流动是朝向降
低势能的方向,同时流速(通量)是与势能梯度成比例并受流动经过的孔隙通
道的几何性质影响的。这些原则在不饱和土壤中和在饱和土壤中一样应用
。
