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毛细上升区

毛細管邊緣()是指一些比地下水位还高的時候。通常是因为在地下水和土壤的交界处有一些毛状的裂縫,而产生毛细现象。通常这种毛细现象只有几英吋而已。毛細管邊緣區域只佔整層的少部分原因是受最大的孔隙大小限制(孔隙過大毛細力降低),如果孔隙相對均勻較小的話,是有機會使整個毛細區域超過地下水面數英尺(約30公分到60公分)。

达西定律

達西定律()是描述液體流過孔隙介质的本构方程。這個定律是法國工程師亨利·達西在1856年基於水流過沙的實驗結果得到的。 此定律成為了地球科學的一個分支,水文地質學的基礎;並且在生理学中也應用在對於血液與微血管的描述中。 描述 根據整理,達西定律表述為: : Q=\frac{\kappa A (p_b - p_a)}{\mu L}. 其中Q為總流量,\kappa為介質固有的,A為介质的截面積,(p_a - p_b)為總壓降,L為壓降的距離…

含水量

by Volume and Mass, by phase: air, water, void (pores filled with water or air), soil, and total.]] 含水量(又称水分含量,含湿量)是指某材料中水的多少,该材料可能是指土壤、岩石、陶瓷亦或水果、木头等等。含水量在诸多科技领域中均有广泛应用,它一般用比值来表示,其大小可以从零(完全干燥)到与该材料的孔隙度相同(即含水量达到饱和状态)。含水量通…

水分持留曲线

水分持留曲线描述土壤含水量θ和土壤水势ψ之间的关系。不同类型土壤的水分持留曲线都是特异的,因此该曲线也被叫做土壤水分特征曲线。 该曲线常被用来估计土壤蓄水量、对植物的供水能力(田间持水量)以及土壤团聚体稳定性。由于水进入和离开土壤孔隙具有迟滞效应,润湿和干燥曲线也可以区分开。 水分持留曲线的总体特征如图所示,该图横纵坐标分别为体积含水量θ和基质势\Psi_m。在势能接近0处,土壤接近饱和,水分主要由毛细作用力保持在土壤中。当θ逐渐变小,…

容积密度

在材料科学中,容积密度(也称为表观密度或体积密度)是一种材料特性,其定义为材料中众多粒子的质量除以体积。体积定义为颗粒所占的总体积,包括颗粒自身的体积、颗粒间空隙体积和颗粒内部孔隙体积。 堆积密度对于粉末、颗粒和其他“分离”的固体的材料很有用,特别是用于指矿物成分(土壤、砾石)、化学物质、药物成分、食品或任何其他粒子或颗粒物质(颗粒)。 体积密度不同于颗粒密度,颗粒密度是固体的固有属性,不包括颗粒之间空隙的体积(参见:非紧密材料的密度)…

飽水帶

(Vadose zone),毛細管邊緣(capilary fringe), 地下水位(water table), 和飽水帶]] 飽水帶()是地下水面以下含水層的一部分,在此帶中所有的孔隙和裂縫都被水飽和。地下水面以上為不飽和帶或包氣帶。 飽水帶的大小、顏色和深度可能會隨著季節、潮濕和乾燥時期的變化而波動。飽水帶的邊界穩定性和土壤顆粒的特徵及孔隙率有關。薩夫曼-泰勒不穩定性(Saffman–Taylor instability)就是預測手…

触变性

触变性()是指某些非牛顿流体的一種性質,它們在搅拌时成为流体,而停止搅动后逐渐变稠以及胶凝,而不是立即恢复到搅拌前的状态,而且这一过程可以反复可逆进行。触变性也是流体结构可逆转变的一种现象,即凝胶-溶胶-凝胶的转变,它是由温度、pH或其他影响因素而引起。 参考文献

田间持水量

田间持水量(*')是指当土壤中多余的水分下渗,水的下渗速率减小后,土壤中剩余含水量。这种状态一般出现在匀质土壤降水或灌溉后的2到3天。田间持水量(θfc)的物理定义是液压水头(或)在−33 J/kg(即−0.33 bar)下土壤中残留的体积含水量。该术语源自Israelson和West,Frank Veihmeyer和Arthur Hendrickson。 Veihmeyer和Hendrickson发现该物理量存在一定限制并指出,该物理…

永久凋萎点

永久凋萎点(,縮寫為PWP)或称凋萎点(,縮寫為WP)是指植物能从中获取水分、不会凋萎的最小土壤湿度。凋萎是指植物非木質部分喪失強度、植物葉片暫時下垂或反卷的現象,通常發生於土壤水分不足、或人類將其挖出後重新栽植的時候。如果土壤湿度低于永久凋萎点,那么在饱和空气中的植物在12小时内就会枯萎。凋萎点(通常用符号θpwp或θwp表示)的物理学定义为-1500 J/kg (-15 bar)吸水压力下的土壤含水量。 历史 永久凋萎点这一概念最早…

孔隙率

孔隙率()或孔隙分数是表征材料的孔隙部分的物理量,定义为孔隙的体积与材料总体积的比率,所以总是在0到1之间,用百分数表示,为0到100%之间。由于开孔或与开孔连通的孔隙才能允许液体进入,在应用上更有价值,所以多将开孔所占体积与材料总体积的比值定义为有效孔隙率(effective porosity),有效孔隙率小于等于总孔隙率。有多种方法可以测试材料的孔隙率和有效孔隙率, 孔隙率概念被广泛用于药理学、陶瓷、冶金、材料生产、土壤机理和工程等…

包气带

包气带(Vadose zone),或稱滲流帶,是指位于地球表面以下、潜水面以上的地质介质。有时人们也把包气带称为非饱和区(unsaturated zone),但是这两个概念的含义不完全相同。非饱和区一般不包括潜水面之上的毛细上升区(capillary fringe)所附圖中非饱和区包括潜水面之上的毛细上升区和季节性饱和区域。

生态水文学

生态水文学是生态学和水文学的交叉学科,主要研究地球上水和生态系统相互作用关系。这些相互作用过程可能发生在河流、湖泊、湿地等水体中或者森林、草地、荒漠等陆地生态系统中。生态水文学的重点研究领域是环境中植物-水分相互作用,包括蒸腾、植物水分利用策略、植物对水环境的适应、植被对河流流量和功能的影响,以及生态生理过程与水文循环之间的相互作用机制。 核心概念 水循环:是指地球上的水分通过蒸散发、水汽输送、降水、下渗、径流等过程不断转化、迁移的现象…

土壤-植物-大气连续体

土壤-植物-大气连续体(soil-plant-atmosphere continuum,SPAC)是指水从土壤通过植物转移到大气的生态过程。植物的根从土壤中吸收水分,通过细胞传输进入输导组织并最终完成光合作用, 再由植物气孔扩散至大气中。此外,水也可以通过植物从大气传输至土壤。 参考文献

土壤物理學

土壤物理學是對土壤物理性質和過程的研究。 它適用於自然和受管理的生態系統下的管理和預測。 土壤物理學處理物理土壤成分的動力學及其固體、液體、和氣體相。 它藉鑑了物理學、物理化學、工程學、和氣象學的原理。 土壤物理學應用這些原理來解決農業、生態學、和工程學的實際問題。 著名的土壤物理學家 美國物理學家(1867–1940年) :土壤中氣體擴散理論和土壤中包气带水流理論。 威拉德·加德納(Willard Gardner)(1883-1964…

水势

水势指相对于纯水而言某种状态下的单位体积的水的势能,一般用ψ表示。水势描述了水由于渗透、重力、机械压力或基体效应(如毛细作用)从一个地方流动到另一个地方的趋势。水势这一概念在理解和计算植物体、动物体以及土壤中水的流动等方面具有重要意义。 影响水势的因素各种各样,它们可能同时作用,影响趋势可能相同也可能不同。比如,添加溶质会降低水势,而压力的增大会提高水势。如果水流不受限制,水会从水势高的地方流向水势低的地方。一个常见的例子是盐水(如海水…

土壤水分传感器

土壤水分传感器(),又名土壤水分仪,土壤湿度计,土壤墒情仪,土壤墒情传感器,主要用来测量土壤含水量(土壤含水率)。一些土壤水分传感器能同时测量土壤的水分含量、土壤温度及土壤中总盐分含量三个参数。 土壤水分传感器能够根据土壤水分含量的状态和变化,分析植物的生长状况,进而影响食品安全、生产力及生态环境。 参考