不同類型土壤導水率和含水量礦物分析顯微鏡
一般說來,微分方程式能有無限數目的解答。為確定任何已知情況下的
特定答案,就需要規定邊界條件,和在不穩定流的情況下,還需要規定起始條
件。能存在有不同類型的邊界條件(如,不透水的邊界、自由水面、已知壓
力的邊界或已知的流進或流出速率等),但在每種情況下通量和壓頭必須在
全系統中是連續的。在有層次的土壤,在越過層間邊界時,導水率和含水量
可能是不連續的(即,它們可能表現急劇變化)。
在不穩定流,膨脹土壤的固體基質進行移動,所以達西定律是應用于與
土粒有關的水運動,而不是與物理空間有關的運動
土壤中水流的適當的物理說明要求規定三個參數:通量、水頭和導水率
。根據達西定律,知道了它們中任何兩個就能夠計算出第三個。達西定律表
明通量等于導水率和水頭梯度的乘積。水頭梯度本身包括壓力和重力勢梯
度,前者在水平系統中的水流是唯一的原因,而后者出現于垂直系統。飽和
時的導水率是土壤對水流的一個可以做為特征的性質,它是與孔隙度和孔徑
分布有關勺。
絕大多數田間和植物根區的土壤水流過程都是出現在土壤處于不飽和的
狀態。定量地說明不飽和流過程一般是復雜和困難的,因為在不飽和流中常
常包含有土壤水狀態和含量的變化。這些變化包括不同含水量(濕度)吸力
和導水率間的復雜關系,它們可能還要受滯后作用的影響。用方程表達和解
答不飽和流問題經常需要使用間接的分析方法,這些方法是基于近似法或數
理技術。因此,處理這些問題的精確理論和方法發展得相當晚。可是,近年
來不飽和流的研究,成了土壤物理學中最重要和活躍的課題,這類研究促進
了理論和實踐上的進展。
不飽和流與飽和流的比較
由一種有效的勢能梯度產生的推動力所造成的土壤水流,流動是朝向降
低勢能的方向,同時流速(通量)是與勢能梯度成比例并受流動經過的孔隙通
道的幾何性質影響的。這些原則在不飽和土壤中和在飽和土壤中一樣應用
。
