2022年专业英语文献中文版 .pdf
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1、读书破万卷下笔如有神6.9 土壤中的现场测量除了最强烈的暴雨, 基于土壤表面饱和假定基础上的渗透计算是不合理的,(例如格林安姆特方法) ,理查德方程(方程6.6)的许多解法可以用来深入了解在不同的降雨率情况下水分是如何渗入土壤的(见本章末尾的“深入探讨” ) ,在本章中,迄今为止,已发展成熟的物理原理为我们理解在土壤中发生的过程提供了基础条件,但确实也使其更加复杂了。让我们看看一些在缅因州奥罗诺附近流域土壤中收集到的数据,一个喷水设备设立在土壤表面用来模拟降雨。我们使用张力计测定毛管压力水头,用时域反射技术(TDR)测定含水量,见 6.7 节。在有机土层接近土壤表面(大约在地表以下50mm)进
2、行测量,为期9 个小时。在最开始的4.5小时内,喷水器以每小时11mm的速率向土壤表面喷水,随后将其关闭。最开始土壤的毛管压力水头大约为-0.40m(见图 6.12) ,在开始喷水后的 15分钟至 45 分钟之间,毛管压力水头迅速地增至约-0.15m,表现为一段急剧上升的曲线, 在持续喷洒余下的时间里, 毛管压力水头继续缓慢的增长,鉴于本章我们已建立的原理,这是合理的。由于水渗入土壤并向下移动, 它填补了被空气占据的毛孔, 并且毛管压力负值也不那么大了。图 6.12 在土壤喷洒实验中毛管压力水头和体积含水率。在 0 时刻以 11mm/h,的速率开始喷洒并持续4.5 小时,随后的4.5 小时内,
3、土壤表面和垂直向下方向基本上没有水分消耗。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 4 页 - - - - - - - - - 读书破万卷下笔如有神土壤水分的测量结果印证了这普遍的图片(图6.12) ,水分含量最初为 26%,并从第 0.5 小时稳步上升到第4.5 小时,水分含量并不像毛管压力水头那样迅速上升,但是,在喷洒停止后,水分含量和毛管压力水头似乎以一种更直接的方式一起变化,先前我们假定降雨量与毛管压力水头存在直接关系, 但出现的并不是我们
4、所期望的水力特征。喷洒实验中土壤水分特征是什么样的呢?我们可以通过直接描绘含水量测量值与毛管压力水头测量值进行对比来回答这个问题。图 6.13 通过喷洒实验确定缅因州土壤有机层的水分特征。在曲线中,水分滞后曲线是显而易见的。由于在喷洒期土壤吸水,y 和 q沿曲线底部共变; 当喷洒停止后, 土壤排水,y 和 q 沿曲线顶部共变。缅因州土壤的水分特征显示了水分滞后曲线(图6.13) ,最初,土壤相对干燥( y 约为-0.40m,q 约为 26%) ,随着不断喷洒,土壤逐渐变湿, y 迅速增长到约 -0.16m,当这些变化发生时,q 增长期相对很小,从 26%变为 27%,y 下一阶段的改变相对缓慢
5、, 增长到 -0.15m,但是,q 相应大幅增长至 38%,喷洒停止后,含水量和毛管压力水头沿不同的特征曲线共变, 上面定义的湿润土壤曲线的一个分支水分滞后现象就是指取决于土壤干燥或是湿润,在图上使其遵循不同路径的现象。水分滞后现象是如何产生的?这一概念的认识可以通过扩大我们的毛细管类比而得到。考虑一个有灯泡形状扩张的毛细管(图6.14) ,这个解释滞后现象的毛细管比喻常被称为“墨瓶效应”,因为毛细管的形状让给人联想到用于从一个瓶子转移墨水到钢笔中所用名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - -
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