土壤水运动理论研究综述
土壤水分特征曲线(研究)综述
土壤水分特征曲线（研究）综述卢常磊（学号：1001064113）（系别：农学系专业：种子科学与工程班级：一班）前言：土壤水的基质势（或土壤水吸力）随土壤含水量而变化，其关系曲线称为土壤水分特征曲线。
该曲线反映了土壤水分能量和数量之间的关系，是研究土壤水动力学性质比不可少的重要参数，在生产实践中具有重要意义。
几十年来，人们投入了大量的精力来发展确定该曲线的方法，这些方法归纳起来可分为两大类：一类是直接测定法，另一类是间接推算法（或参数估计法）。
这些方法各有优缺点，而在生产实践中有的方法几乎没有实际应用价值。
基于这一点，本文针对这些方法以及近年来发展的新方法进行了比较和综述。
关键词：土壤水分特征曲线 van Genuchten模型1.土壤水分特征曲线1.1概念土壤水的基质势（或土壤水吸力）随土壤含水量的变化而变化，其关系曲线称为土壤水分特征曲线，英文名称为soil watercharacteristic curve。
在实际中人们也使用土壤持水曲线或土壤pF曲线。
一般，该曲线以土壤含水量Q（以体积百分数表示）为横坐标，以土壤水吸力 S（以大气压表示）为纵坐标。
如右图是一不同质地土壤水分特征曲线图。
1.2意义土壤水分对植物的有效程度最终决定于土水势的高低，而不是自身的含水量。
如果测得土壤的含水量，可根据土壤水分土特征曲线查得基质势值，从而可判断该土壤含水量对植物的有效程度。
1.3应用土壤水分特征曲线主要有以下几方面的应用［1］：①进行基质势和含水量的相互换算。
根据土壤水分特征曲线可将土壤湿度换算成土壤基质势，依据基质势可判断土壤水分对作物的有效度。
也可将基质势换算成含水量，根据土壤水分特征曲线可查得田间持水量、凋萎湿度和相应的有效水范围。
②表示比水容重。
土壤水分特征曲线斜率的倒数，即单位基质势变化所引起含水量的变化，称之为比水容重，是衡量土壤水分对植物的有效性和反映土壤持水性能的一个重要重要指标。
③可以间接反映土壤孔隙的分布。
第2章 土壤水的保持和运动3
∂v y + dy ) dxdzdt ∂y
∂vy vy + dy ∂y
dz
vx +
∂vx dx ∂x
ρ (v x +
dy
∂vx x dx ) dydzdt ∂x
dx
vz
y
流入和流出单元体的质量差
流入
m i = ρ v x dydzdt + ρ v y dxdzdt + ρ v z dydxdt
流出
以含水率θ为变量的基本方程
∂θ ∂ ⎡ ∂h ⎤ ∂ ⎡ ∂h ⎤ ∂ ⎡ ∂h ⎤ ∂K (θ ) = K (θ ) ⎥ + K (θ ) ⎥ + ⎢ K (θ ) ⎥ + ∂t ∂x ⎢ ∂x ⎦ ∂y ⎢ ∂y ⎦ ∂z ⎣ ∂z ⎦ ∂z ⎣ ⎣
dz
vx +
∂vx dx ∂x
x
dy
dx v z
y
达 西 定 律（Darcy’s Law）
∂ϕ v x = − K (θ ) ∂x
∂ϕ v y = − K (θ ) ∂y
∂ϕ v z = − K (θ ) ∂z
非饱和导水率（水力传导度） (Hydraulic Conductivity)
水力传导度是指单位水头差作用下，单位断面 积上流过的水流通量，它是土壤含水率或土壤 基质势的函数。由实验测定。
饱和土壤水流
∂v x ∂v y ∂v z + + =0 ∂x ∂z ∂y
拉普拉斯方程
Richards方程
∂v y ∂v z ∂v ∂θ = −( x + ) + ∂t ∂x ∂y ∂z
∂ϕ ∂x
根据达西定律 ∂θ 有： =
土壤水分运动
gradient）
饱和导水的特点： 1.水力梯度(水头梯度 hydraulic gradient）：为两端间的压力势之差和重力势之 差的和 △H=（Hp+Hg)i-(Hp+Hg）out 2.导水率(Ks hydraulic conductivity） （1）对于同一种土壤它是一个常数，它的大小随着土壤质地和结构有所不同。 也就是说它仅是土壤基模特性的函数，与土壤通气孔度有直接关系，与土壤总孔 度没有密切的相关关系，与土壤水分含量和水分的传导过程也无关。 （2）它在土壤不同空间方向上有一定差异，即它是各向异性的。在应用时要 注意。 3.达西定律表示的是稳态流，也就是说通量沿流动系统保持不变，每一点水力梯 度保持不变。
f =
η 为粘滞度（泊：达因 ⋅ 秒 / 平方厘米） ρ 为流体密度（克 / 立方厘米）
g 为重力加速度（厘米 / 秒 2 )
ρg η
L −1T −1
（2）（内)透水率（k）： 取决于土壤孔隙几何特性 Kη k= ( L2 ) ρg 关于温度对导水率影响包含在对粘滞系数影响范围了。 如果不是水，而是其 它液体时，达西定律形式为： ρg q = −k ∇H η
一、饱和土壤中水分运动 Flow of water in saturated soils
（三）导水率、透水率和流动性（hydraulic conductivity ，permeability，and Fluidity) 1.导水率（hydraulic conductivity） 导水率是通量q与水头梯度（△H / △X）的比率，或者是通量对梯度关系的 斜率。
一、饱和土壤中水分运动 Flow of water in saturated soils
（二）通量、流速和弯曲度（Flux，Flow velocity，and Tortuosity） 1.通量（q）（flux）和流速（ flow velocity ）： 达西定律中q叫它通量或通量密度（flux density）：它是指单位时间通过单位 横截面积的水量（flux density is the volume of water passing through a unit crosssection area (perpendicular to the flow direction) per unit time. 它的量纲（the dimensions of the flux are）q=Q/At=L3/L2T=L/T(LT-1) 由此可见，q具有速度单位，人们就把通量密度也称为流速（flow velocity）。 其实应用“通量”要比“流速”好。因为土壤孔隙的复杂性（形状、宽度和方向） 都是变化的，土壤中真实流速也是极不稳定的。如果要用流速的话，最好用“平 均流速”略微接近实际。 2.弯曲度（Tortuosity）：水分通过一段土壤标本的孔隙所经过的实际距离与土 壤标本的表观长度之比。（讨论的是L问题) Toutuosity can be defined as the average ratio of the actual roundabout path to the apparent, or straight, flow path。 弯曲度是一个比值，无量纲。它取决于土壤孔隙的几何 特性，永远大于1，也可能大于2。它反映了土壤孔隙的连 续性。
土壤水分平衡研究的回顾与展望
结合 。研究 土壤 水 由能 态 观 点逐 步 取代 了形 态 学方 法 。《 土壤 水》３引入 水势 观点 研究 土 壤水 ，充 分 体现 Ｅ ］
Ｒｅ ｉ ｗ ｎ Ｐｒ ｓ ｅ ｔｏ ｕｉ ｂ ｉ ｎ ｉ Ｗ ａ ｅ ｖｅ ａ ｄ ｏ ｐ ｃ ｆＥｑ ｌ ｒｕｍ ｉ Ｓｏｌ ｉ ｔｒ
Ｙ ｉｕｎ ，Ｄ ｈｎ －ａｇ，Ｈ Ｎ Ｗｅ－ ｎ ＵＬ－ ａ Ｕ Ｃ ａｇ ｉ Ａ ｎｊ ｊ ｊｎ ｕ
（ ． ｏｌｇ ｏ ｒｆｓｉｎ ｌ ｅ ｈ ｏｏｙ ｎ Ｎｏｍａ ， Ｓｃ ｕ ｎ ｇｉｕｔｒ Ｕ ｉｅｓｔ ， Ｄｕｉｎ ａ １ Ｃ ｌ ｅ ｆ Ｐ ｏｅｓ ａ ｅ ｏ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ａ ｄ ｒ ｌ ｉ ａ Ａ ｒｃ ｌ ａ ｎｖｒｉ ｈ ｕｌ ｙ ｊ ｇ ｎ ａｙ ６ １３ １ ８ ０， Ｃ ｉａ ｈｎ ； ２ Ｇ ａ ｕ ｔ ｎｖ ｒｉ ｆＣ ｉｅｅ Ａ ａ ｅ ｆＳ ｉｎ ｅ ，Ｂ ｉｎ １ ０ ３ ，Ｃ ｉａ ． ｆｃ ｆＨｅ ｉｇｔｅ Ｐ ｏ ｆＣ ｉ ｎ ． ｒｄ ａｅＵ ｉｅｓ ｙｏ ｈｎ ｓ ｃ ｄ ｍｙｏ ｃｅ ｃｓ ｅ ｉｇ ０ ０ ９ ｈｎ ；３ Ｏ ｅｏ ｌ ｎ ｈ ｏｒｏ ｈｆ ｇ ｔ ｊ ｉ ｐ ｅ
于 丽娟 ，杜 长 江 ，韩 文 俊
（ ．四川农业 大学 职业 技术师范学 院 ，四川 都江堰 １ 旗扶贫办 ，内蒙古 赤峰 ０５５ ） ２ １０ ６ １ ３ ；２ １８ ０ ．中国科学 院研究生 院 ，北京 １０ ３ ；３ ０ ０ ９ ．内蒙古赤 峰市 巴林右
摘要 ：对 国内外土壤 水分 的运动机 理、土壤水分 的空间变异研 究以及影 响土壤水 分 变化 的环 境 因子 ３个方 面的
节水灌溉条件下土壤水氮运移特性研究综述
规律 ， 制定 合 理 的灌 溉 施 肥 制 度 ， 能 使水 肥 利 用 率 才 大大 提高 ， 防止 环境 污染 。 由于氮 素是 作物 吸 收养 分 的主 要形 式 ，国 内外 有 一 些 关 于 水 氮运 移 特 性 的研 究， 本文 主要 从 氮 素运 移 分 布 的影 响 因素 、 氮 运 移 水 分布 规 律 和淋 溶 损 失 三方 面对 水 氮 运移 特 性 研 究 做
灌水量 的变 化不 大 。 晓峰等 【 究都表 明 ， 武 ｚ Ｊ 研 喷灌条件
下不同深度土层 中硝态氮含量与施肥量呈正相关关 系， 但与灌水量的相关关系不明显。 郭大应等【 灌溉 ３ Ｊ 对
土壤 硝态 氮运 移与 土壤 湿度 的关 系进行 了研 究 ， 结果 表 明 ， 溉土 壤硝 态氮 的运 移 与土 壤湿 度有 良好 的相 灌
关 系。
［ 关键词 ］ 节水灌溉 ； 水氮运移 ； 淋溶损失
［ 中图分类号 ］ １４ Ｓ５ ． ４ ［ 文献标识码 】 Ｃ ［ 文章编号 ］０ ４ ７４ （０ ０ １－ ０ ２ ０ １０ — ０ ２ ２ １ ）１ ０２ — ２
１ 前言
灌施 肥灌 溉试 验 ， 试验 使用 硫 酸铵 、 释肥 和硝 酸铵 ， 缓
率 的分 布 和再 分 布 影 响 较大 ； 人渗 时 间相 同 时 ， 湿润
深度随土壤黏粒含量的增加而减小 ；供水结束时 ， 不 同土 壤质 地 的湿润 体上 层高 含水 率段 的 Ｎ Ｎ分 布 Ｏ－ ＿ 均比较均匀 ，其含量相差较小； Ｏ Ｎ本底值对土壤 Ｎ 表层 １ ０ｃ ｍ范 围内 Ｎ ３ Ｎ含量 的分 布 和再 分布 影 响 Ｏ－ 一
一
分布不受根系发育状况及水分供应的影响。王虎等［ ６ １ 研究 了大 田滴灌施肥条件下滴头流量 和灌水施肥量 对 土壤 Ｎ ４ Ｎ扩 散 分 布 的影 响 ． 为 灌 水施 肥 量 增 Ｈ＋ － 认 大使 Ｎ ４ Ｎ随水 运 移扩 散 的距 离 增大 使 扩散 区域 Ｈ＋ 一 内 Ｎ ４ Ｎ浓度提 高 。 Ｈ＋ 一 董玉 云等【 ７ ｌ 认为质 地对 土壤含水
土中水的运动规律
土中水的运动规律土中水的运动规律是指水在土壤中的流动和分布的规律。
土壤中的水分运动是一个复杂的过程，受到多个因素的影响，如土壤类型、土壤孔隙度、水力条件、根系活动以及气候等。
通过研究土中水的运动规律，可以更好地理解水分循环和地下水资源的形成与分布，对水文循环模型的建立和水资源管理具有重要意义。
1. 水分下渗规律土壤中的水分主要通过下渗进入深层土壤或地下水层。
下渗规律取决于土壤的孔隙度和渗透性，水分的下渗速率与土壤孔隙度呈正相关关系。
土壤孔隙度越高，水分下渗的速率越快。
此外，土壤质地也影响下渗规律，例如，砂土的渗透性较好，能够较快地将水分下渗到深层。
2. 土壤中水分的传导规律土壤中的毛细现象是水分在土壤中传导的重要机制之一。
毛细现象是由于土壤颗粒表面的毛细管作用引起的。
水分分子在土壤孔隙中通过毛细现象向上运动，这种运动规律被称为上升运动。
毛细现象的主要影响因素包括土壤颗粒间的间隔距离、土壤颗粒表面的湿度和土壤毛细管的直径。
3. 根系对土壤中水分的摄取规律植物根系是水分在土壤中运动的重要因素之一。
根系通过吸收土壤中的水分供给植物的生长和代谢所需。
根系的分布范围和活动水平会影响水分在土壤中的分布和运动规律。
在干旱季节，植物的根系会向深层土壤迁移，从而增加了土壤中水分的储存量。
4. 土壤中水分的蒸发规律土壤中的水分在受到外界环境的作用下会发生蒸发。
土壤中水分的蒸发过程可以通过温度、湿度和风速等因素来描述。
温度越高，湿度越低，风速越大，土壤中的水分蒸发越快。
此外，土壤表面的覆盖物（如植被）也会影响土壤中水分的蒸发规律，植被的存在可以减缓土壤中水分的蒸发速率。
5. 土壤中水分的径流规律当土壤中的水分超过其持水能力时，多余的水分会以径流的形式流出。
土壤中水分的径流规律受到降雨强度、土壤质地、土壤饱和度和土壤坡度等因素的影响。
降雨强度越大，土壤的饱和度越高，土壤中水分的径流量越大。
综上所述，土中水的运动规律受到多个因素的综合影响。
浑水灌溉下土壤水分人渗规律研究综述
人
民
黄
河
Ｖｏ ． １ ３２． Ｎｏ． ３ Ｍａ ． ２ １ ｒ．００
ＹＥＬＬＯＷ ＲＩ ＶＥＲ
【 灌溉 ・ 水 】 供
浑水灌溉下土壤水 分人渗规律研 究综 述
曹惠提 ， 卞艳 丽 黄福贵 ，
（． １ 西安理工大 学，陕西 西安 ７ ０４ ； ． １０ ８ ２ 黄河水利科 学研 究院 引黄灌溉研 究 中心， 河南 新 乡 ４ ３０ ） ５０ ３
渗及产流机理是十分必要的。
阻碍作用 ， 得浑水累计入渗量和稳定入渗率都 随物理性 黏粒 使 含量的增大而减小 。Ｊ其 中 ＜００ ｍ 细颗粒泥沙 的含量是 ， ． １ｍ 影响浑水人渗 的主要 因素之一 ｌ 。 ４ Ｊ 李援农 从土壤禁锢空气 压力 的角度 研究认 为 土壤入渗 能力 主要 由表面 土壤 致 密层 控制 ， 随入渗 土壤 中空气 被禁 伴
锢， 含沙量不 同时， 入渗过程中禁锢 土壤空气 压力对入 渗 的影
响也 不 同 。
，
浑水灌溉 与清水 灌溉 的区别 是浑 水 中挟带有 一定 量 的泥
沙， 灌溉过程 中一 部 分泥 沙挂 淤 在 田面 或灌 水 沟 的湿周 表 面
上； 同时 ， 水流 的底部流速较小 ， 使水流 中的含沙量 超过 了它 的
程可简单描述为表面落淤 、 颗粒运 移和入渗滞留 。
陈洪松等 研究 了电解 质对 细颗粒 泥沙 絮凝沉 降特性 的
影响 ， 为泥沙沉降可 分为分 选沉 降和 絮凝沉 降两 阶段 ， 认 在液
面下 同一深度 ， 泥沙相 对浓度 随时 间呈指 数衰减 ； 细颗粒 ．２ 泥沙平均沉 速随 Ｎ Ｃ 浓度 以及 ａＩ 泥沙初始浓度 的增大而增大 。他们建议 在研究浑水 入渗时 ， 应
土壤水在土壤生态系统中的重要作用
土壤水在土壤生态系统中的重要作用(综述)土壤水是土壤内部化学、生物和物理过程不可缺少的介质；是土壤、植物与其环境间进行各种物质交换的媒介。
土壤水分是植物吸收水分的主要来源，通过影响土壤肥力、土壤温度和通气状况，对植物的产量和品质有重要作用。
土壤水分移动过程影响生态平衡。
一土壤水的定义及其类型划分土壤水的概念土壤水的类型和性质按照土壤水的受力作用分为：土壤水的类型和性质（续）吸附水：受土壤吸附作用保持的水分。
土壤水的类型和性质（续）几个相关概念凋萎系数：当土壤水分受到的吸引力超过1.5Mpa，作物便无法从土壤中吸收水分而呈现永久凋萎，此时的土壤含水量称凋萎系数。
田间持水量：毛管悬着水达到最大时的土壤含水量。
是农田土壤保持的最大水量，是旱地土壤灌溉的上限。
饱和持水量: 当重力水达到饱和，即土壤所有孔隙都充满水分时的含水量。
二土壤水分的状态和运动土水关系土壤孔隙中－－－全部充水－－饱和态土壤孔隙中－－－水排走－－非饱和土壤水的能量状态能量梯度：自由水>土壤水>植物细胞水低能态 水分子：高能态－－研究确定土壤水能量关系对土壤水运动和它对植物的可给性十分必要土水势：土壤在各种力（吸附力、毛管力、重力和静水压力等）的作用下，势（或自由能）的变化（主要是降低）。
土水势包括基质势、压力势、溶质势、重力势等分势。
水势的数值可以在土壤—植物—大气(SPAC)之间统一使用液态水运动饱和水运动不饱和水运动(多数田间条件下)汽态水运动水汽运动:靠扩散作用进行三土壤水对土壤基本物理性质的影响土壤是由固、液、气三相体系，固相颗粒之间的相互作用在水分参与下，产生许多独特性能：土壤膨胀性、收缩性、粘结性和适耕性等；造成土壤膨胀和收缩影响土壤粘结性土壤粘结性：由颗粒之间的引力产生，除了空气－水分界面上弯月面的表面张力外，还有由物理化学的机能产生的粘结作用。
是土壤具有稳定性的主要原因，土壤由此产生强度。
粘结作用力：水膜粘结力、颗粒间的范德华力、静电引力、OM、铁铝氧化物等。
土壤水分运移模拟研究进展
土壤水分运移模拟研究进展
土壤水分运移模拟是土壤水分状况研究的重要手段之一，近年来取得了较大的进展。
本文将就土壤水分运移模拟的最新研究进展进行综述，包括模型框架、参数估计、模型应用等方面的内容。
土壤水分运移模拟是通过建立数学模型来描述土壤中水分的运移规律。
目前广泛应用的模型有Richards方程模型、Green-Ampt模型、Darcy-Buckingham方程模型等。
Richards方程模型是描述非饱和土壤中水分运移的经典模型，由于其模拟精度较高，被广泛应用于土壤水分运移的研究中。
Green-Ampt模型则是一种近似模型，适用于描述土壤中瞬时入渗过程。
Darcy-Buckingham方程模型将土壤湿度和水分流的关系进行了描述，适用于土壤内部水分运移的研究。
参数估计是土壤水分运移模拟中的关键问题。
传统方法主要依赖于试验数据和经验公式进行参数估计，这种方法需要大量的试验数据和专业知识支持，且存在一定的主观性。
近年来，随着数据驱动方法的发展，基于机器学习算法的参数估计方法逐渐受到关注。
这些方法通过大量的观测数据和数学模型之间的关系，利用机器学习算法进行参数估计，提高了参数估计的准确性和效率。
模型应用是土壤水分运移模拟研究的重要方向之一。
模型应用可以帮助研究人员了解土壤水分运移的规律，优化农田灌溉方案，预测土壤水分状况等。
近年来，随着遥感技术和地理信息系统的发展，模型应用呈现出多尺度、多源数据融合的特点。
这些新兴的技术手段帮助研究人员更精确地获取土壤水分状况的数据，提高了模型应用的准确性和实用性。
土壤水盐分运移规律论文
土壤水盐分运移规律论文摘要：在研究降水补给地下水的速率方面，土壤水的氯离子含量发挥着重要的作用，氯离子质量平衡法的前提是土壤水运移是活塞式向下垂直一维流，但是在有些地区土壤水并不是活塞流往下运移的，因此，降水入渗土壤剖面过程中土壤水的运移过程需要运用多种手段进行研究。
0 引言土壤水是指存在于地表以下包气带（地下水位以上的土层）中的水是地表水、地下水以及大气水相互联系的纽带，具有其它水资源共有的特性——循环再生性和可调控性。
随着世界人口的增长和生态环境建设，土壤水的资源属性越来越受到学者重视，合理利用开发有限的土地资源成为当今世界各国关心的问题之一。
而土壤盐渍化的防治和盐渍土的改良则是这一问题的核心，要解决这一核心问题，土壤水盐运移机理的研究就显得尤为重要[1]。
土壤中盐分的运动是十分复杂的，盐分随着土壤水分的运动而迁移，且也会在自身浓度梯度的作用下运动，部分盐分可以被土壤吸附，或为植物吸收，或浓度超过了水的溶解后会离析沉淀[2]。
近年来，土壤水盐的运移规律已引起了土壤物理学家、农业学家、环境学家以及有关方面技术人员的极大兴趣[3]。
土壤水中盐分的变化受大气降水、土壤性质、水分在土壤中的迁移、地表蒸发以及植被类型等多种因素影响。
因此，土壤水的盐分含量在一定程度上可以反映土壤的性质、土壤水的运移过程和当地的自然条件（大气降水量、蒸发强度）等。
因此，土壤水盐分含量特征在土壤水运移规律及不同水体补给关系等方面目前亦得到了一定的应用。
[4]土壤水的提取是顺利开展土壤水盐分运移规律研究的基础，因此本文从综述土壤水的提取方法、影响土壤水盐分变化的主要因素出发，然后对土壤水盐运移规律研究现状和土壤水盐分含量在土壤水运移规律及不同水体补给关系等方面的应用分别作了详细的介绍。
1 土壤水提取方法土壤水的提取是土壤水盐分研究的前提条件，为获得有效的结果，选择合适的土壤水提取技术显得特别重要。
提取土壤水的方法主要包括：真空蒸馏、共沸蒸馏、平衡法、吸式蒸渗仪法、离心过滤法、土壤溶液提取器等。