土壤水势的定量表示法.docVIP

土水势的定量表示法 土壤水势至少有以下三种表示法： 1 单位质量土壤的土水势：这种表示方式被认为是最基本的表示方法，单位是尔格每克或J/Kg。这种单位质量能量的表示方式是长度的平方比上时间的平方（）。 2 单位容积土壤的土水势：因为在普通遇到的压力范围内或地球的表面液态水仅仅是非常轻微地可压缩，它的密度实际上与势能是无关的。因此，在单位质量土壤的土水势和单位容积土壤的土水势的表达形式之间有一个直接的比例关系。后者的表达形式产生了压力尺度（因为，压力和容积的表达方式就像能量的表达方式一样，因此，能量对于容积的比率和对于压力的比率在数量上是等价的）。这种等价的压力可以用达因每平方厘米，牛顿每平方米，bar,大气压，帕斯卡表示。基本的尺度是每单位面积的力（或质量比上长度和时间的平方的乘积）：。这种形式的表达对于渗透和压力势是很方便的，但对于重力势则很少用。 3 单位重量土壤的土水势（水力压头）：那些可以表达水力压力的单位同样可以表达等价的水头，它用一个圆柱液面的的高度给出相应的压力。例如，1的大气压等价于一个10.33m高的垂直水柱或水头，同时也是一个0.76m高的水银柱高度。1MP的压力等价于102.27m的水头，1KPa大约是0.1m。这种表达方式比单位容积势的模式简单，同时也更方便。因此，依据总水势表征土壤水的状态是非常普遍的，重力势水头和压力势水头通常用米表达。因此，我们取代了 的表示形式用的表示形式。 我们称土壤水总势水头（H）是重力势（）)的水头之和。H通常被称为水力头。 我们尝试依据一个等价的水力头表达负的土壤水压力势（关系到大气压），我们必须面对到水力头可能大约有-100或-1000m的水。为了避免用如此繁琐的数字，Schofield（1935）建议用pF表达（通过分析PH的酸度范围），他用对数定义了负压力水头(张力或吸力)。因此1个pF是10cmH2O的压力水头，3个pF是1000cmH2O的压力水头，后面的以此类推。 对于土水势的各种不同的表述被认为是错综复杂的由于它是缺乏经验的表述。我们应该知道这些可选择的表述在事实上是等价的，它们中的每一个表述可以迅速地被转化成其它的表达形式。如果我们依据单位质量的势能用表示势，P是压力势，H是势能的水头，则 （6.32） （6.33） 式中是水的密度，g是重力加速度。 一个值得注意的是关于为了用同义的张力和吸力的负压力（低于大气压）的情况，张力和吸力语义的设计是为了避免负的符号的使用，它一般用来表示不饱和土壤中水的压力。这些术语允许我们在提到渗透压和基质势时是正的符号。这两个势能单独和结合来的情况可以用图6.8进行描述。 图6.8 在一个等温的平衡系统中，基质吸力是一种压力，它通过薄膜在大量的相同溶液中分离土壤溶液，这种薄膜对于溶液是可透过的但是对于固态的土壤颗粒和空气是不能透过的。渗透（溶质）吸力一种压力，它通过半透膜分离大量的纯水和土壤溶液。总的吸力是基质吸力和渗透吸力的和，因此它是一种压力通过半透膜从土壤溶液中分离出来纯水的压力。