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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第4章 蒸发条件下土壤水分的运动,4.1 土壤蒸发的基本特征,4.2 土壤蒸发的三个阶段及定解问题,4.3 定水位条件下均质土壤的稳定蒸发,4.4 定水位条件下层状土壤的稳定蒸发,4.5 蒸发条件下土壤水分的非稳定运动,（1）表土蒸发强度保持稳定阶段,（2）表土蒸发强度递减阶段土壤水分的运动,（3）表土瞬时变干时土壤水分运动的求解,第4章 蒸发条件下土壤水分的运动,4.1 土壤蒸发的基本特征,Evaporation+Transpiration=Evapotranspiration,Evaporation r
2、ate(mm/day),气象因素（辐射、气温、湿度、风速）,土面蒸发 外界条件,土壤的供水及输水能力,潜在蒸发强度（potential evaporation rate）,稳定蒸发,蒸发,不稳定蒸发,蒸发过程要能持续下去，必须具备三个条件：,（1）必须有热能不断到达土壤表面，以满足水分汽化热的需要；,（2）土壤表面的水蒸汽压要高于大气的水蒸汽压，才能使水蒸汽进入大气。进入大气的水汽还必须以各种方式从土面移开，以保证水蒸汽不断从土面进入大气；,（3）表层土壤必须不断地从土体内部得到水分补充，这取决于土壤的导水性质。,第4章 蒸发条件下土壤水分的运动,4.1 土壤蒸发的基本特征,4.2.1 土面蒸
3、发的三个阶段,（1）稳定蒸发,when,and,A,s,e,z,Const.,E,Const.,式中：,A,s,为质量交换系数；,e,0,为土壤表层水汽压；,e,z,土壤表面大气水汽压；,e,s,饱和水汽压。,k,的大小与土壤性质、大气蒸发能力有关。,(1),4.2 土壤蒸发的三个阶段及定解问题,（2）蒸发率显著下降阶段,K,(,),(1的后期阶段）,定解问题：,（1）Covey 1963的求解思路-无量纲化,参 考 文 献,Covey,W.Mathematical study of the first stage of drying of a moist soil.Soil Sci.Soc.
4、Am.Proc.,27:130-134,1963.,(2),(3),(4),(5),(6),Covey 近似解：,当,G,较小时（,E,小、土柱较短或初始含水率很大），土壤剖面可近似为均匀干燥状态，剖面含水率分布光滑。假定方程（7a）的解近似为：,then,from(7c)&(7d),A,1,=,G,A,2,=-,G,/2,(8),In equation(8),a,=,a,(,t,*,),In addition,(continuity theory),(9),式（8）与（9）便是定解问题式（7）的解。,(2)Gardner&Hillel 关于土柱均匀蒸发的近似解,假定：整个土壤剖面以近似相等的
5、速率损失水分，即土柱剖面呈近似均匀干燥（蒸发）状态（要求：土柱较短、或初始含水率较大、或蒸发强度较弱，即Covey定义的,G,较小时）,水分损失的速率为：,Eqn.(1c),f,1,(,t,)=,E,Let,E,0,k,c,假定第一阶段结束时（,t,=,t,c,），剖面含水率分布为,c,(,z,),关于,t,c,的确定：,设,t,=,t,c,时，剖面含水率的平均值为 ，则,here,then,here,from,4.5.2 表土蒸发强度递减阶段土壤水分的运动,4.5.3 表土瞬时变干时土壤水分运动的求解,均质土壤、半无限剖面、初始含水率均匀分布,(Gardner,忽略重力项),4.6 Summ
6、ary,evaporation,1.,evaporation,transpiration,evapotranspiration,2Physical condition of evaporation,latent heat requirement,潜热需求,vapor pressure gradient,水蒸汽压梯度,continual supply of water,连续的水补给,3The three stages of evaporation(from the saturated soils),steady state,or,E,0,E,0,k,c,E,0,4Steady evaporati
7、on,稳定蒸发,in the presence of groundwater table,for homogeneous soils,均质土壤,：,or,a.Gardner:,b.,E,H,(,s,H,)&,E,E,0,Averiyanov Equation:,for inhomogeneous soils:,非均质土壤：,s,i,-1,s,0,i,s,i,s,0(,i,+1),E,=,q,1,=,q,2,s,i,=,s,0(,i+,1),5Unsteady evaporation,非稳定蒸发,Coveys solution,Gardner,第四章 作 业,某地地下水埋深保持为1.0m，剖面土壤为均质壤土，其非饱和导水率,K,(,s,)=,K,s,e,-,s,，,其中：,K,s,=8.64 cm d,-1,，为饱和导水率，,=0.03 cm,-1,；水分特征曲线为,初始时刻，剖面土壤饱和，实验开始后，地表维持蒸发强度,E,=2.5 mm d,-1,不变。,1.0m,z,E,0,(1)试写出该土壤容水度,C,(,s,)的表达式。,(2)试列出该实验的定解问题。,(3)当达到稳定状态后，计算剖面何处的含水量,=0.34,，何处,=0.42,。,(4)在此条件下，地下水最大可能的蒸发强度,E,max,为多少？,
蒸发条件下的土壤水分运动课件
