你認為水坑裡的水會無限滲入土壤中嗎?

2023-07-11 06:44:58 字數 3378 閱讀 1336

1樓:匿名使用者

土壤入滲基本可以抽象為一維水分運動過程:降水均勻的落在地表後,只會垂直向下滲入土壤;如果單位時間內降雨量(即降雨強度)超過單位時間內水分入滲的速率(即入滲率),地表就會出現積水;降雨停止後,地表的積水持續入滲,直到全部滲入土壤為止。為了幫助大家理解這個過程,筆者「編造」一組資料來簡單展示一下如何計算地表積水深度。

1. 土壤入滲過程。

首先,明確一下土壤入滲過程的數學表示式。土壤入滲是一個物理過程,在實驗的基礎上,很多土壤物理學家提出不同的公式來模擬入滲過程。具體的文獻回顧就不說了,本文采用一個比較常用的 horton『s equation 來描述入滲過程,如下式所示。

其中:ft 是t時刻的入滲率;

fc是穩定入滲率 (可以理解成土壤入滲率的最小值);

f0是初始入滲率 (可以理解成土壤入滲率的最大值);

k是一個與土壤性質相關的常量。

不妨假定穩定入滲率為10mm/hour, 初始入滲率為50mm/hour, k為,可以得到圖1所示的入滲過程曲線。一般情況下,降雨剛接觸地表時,由於地表土壤的含水量較低,水分能夠很快的入滲;隨著時間的推移,土壤中的孔隙逐漸被水填滿,入滲率也就逐漸降低;等到土壤的孔隙都被水填滿時,土壤水分入滲會按照一個較為穩定的速度進行。需要注意的是,圖1是根據假定的資料計算出來的,不是實際觀測的結果。

土壤入滲過程模擬曲線。

2. 模擬降水過程。

實際生活中的降水過程是隨機的、沒有規律的,本文為了簡化問題,假定三種降水過程來討論問題,如圖2所示。一號降雨強度為5 mm/hour, 二號降雨強度為25 mm/hour, 三號降雨強度為 75 mm/hour。三場降雨都在20小時時停止,隨後沒有降雨補給水量。

根據降雨強度和入滲率的關係,可以計算地表積水深度隨時間的變化過程。<>

2樓:清雅又妥當的小典範

土壤的組成和結構:土壤的固相是礦質的或有機的土壤小顆粒,成分為石英、長石、高嶺石、蒙脫石、伊利石等原生礦物和次生礦物。它們單個存在(單粒)、或者在黏粒或有機質含量高時多個單粒聚集(復粒),有不同的大小、形狀、物質組成和性質。

按當量直徑(就是把土壤顆粒看成是圓球時,與某土壤顆粒在水中的沉降速度相同的圓球的直徑)來劃分,這些土壤顆粒的大小各不相同,劃分標準不一,分為石礫、砂礫、粉粒、黏粒,常見的從1mm到不等。粒徑不同的土壤顆粒表面性質會差異很大,顆粒小,比表面積大、表面能高、吸附力強、粒間孔隙小、吸水量多、透水性差,持水性、溼脹性、可塑性、黏結性、黏著性好。不同大小的土壤顆粒或多或少的存在某一中土壤中,這時候就出現了砂土、壤土、粘壤土、黏土等不同的土壤質地分類,並把自身的特性賦予不同型別的土壤。

於是,細顆粒多的黏土可以捏陶人做陶罐,砂土做的城堡很容易坍塌掉。<>

為什麼水坑裡的水不會無限滲到土壤中?

3樓:大馬

一般能讓土壤形成ponding的因素有。

1)土壤顆粒是由sand, silt, clay按一定比例所組成, sand 的粒徑最大,silt的粒徑中間,clay的粒徑最小。如果組成土壤的是clay為主的話,那麼它的毛細力最大,降雨非常不容易在clay含量很高的土壤中滲下去。

2) 土壤的結構,降雨在向下入滲的過程中,是一種不穩定的流動(並不像我們看到的河水的流動,綿延不絕),這樣不穩定的流動稱為優勢流(preferential flow)。優勢流的大小和土壤的結構相關,如果一種土體的aggregation越好, 孔隙(特別是macropore, 是蚯蚓和植物根鑿出來的)越好, 那麼優勢流就越容易形成,降雨向下drainage的能力就越好。

3)fragipan的存在,這個一般不會有的。

一般來說,你如果去挖有ponding現象的土的話,你都會看到有灰灰的土,這是還原性環境的體現。如果水不能順暢地流下去的話,整個土壤會處於一種缺氧的狀態,所以是以還原性環境為主。相反的,如果你去挖入滲很好的土的話,你會發現紅色的土壤,這是氧化環境的體現,一般多為fe, mn,mg的氧化物。

4樓:匿名使用者

水坑裡的水會不會無限地滲入地下?

這是土壤物理領域的一個經典問題,土壤水分入滲過程(infiltration)。先說結論:

1. 如果有足夠的能量,水分是會不停地滲入地下,但是入滲的速度會隨著時間延續而越來越小,最終趨於穩定。

2. 如果供水速度大於入滲速度,地表會產生積水。

3. 如果水坑是一次性大量供水,水量超過了一定時間內的入滲水總量,水坑也會持續存在積水。

積水的**是降雨,且降雨量隨時間沒有變化;地表是平整的,水平無邊界的;只在某一位置存在一個「淺坑」;該地區沒有淺層地下水存在,即地下水對入滲過程沒有影響;土壤剖面是均質的,不存在分層狀況及蟲洞等大孔隙。基於這個假設,土壤入滲基本可以抽象為一維水分運動過程:降水均勻的落在地表後,只會垂直向下滲入土壤;如果單位時間內降雨量(即降雨強度)超過單位時間內水分入滲的速率(即入滲率),地表就會出現積水;降雨停止後,地表的積水持續入滲,直到全部滲入土壤為止。

坑裡的水為什麼不會無限滲到土中?

5樓:性暎卉

有個叫大氣壓的東西。連通器原理。土壤水飽和之後,如果不能淋溶下滲,挖個坑就會聚集。

注:土壤水可分為四種型別,分別是,吸溼水、膜狀水、毛管懸著水和重力水。其中,膜狀水是由土壤顆粒物本身具有吸附水的能力。

毛管懸著水是由毛管孔隙間形成並連通重力水。水的遷移和毛細管原理有很大相關關係。另外和大氣壓、水勢壓力也有關係。

總之是非常複雜的過程。假設一場降雨出現(或者是灑水,whatever),那麼 1.如果地勢是凹的,才會形成水坑,如果 2.

地勢是平的或者是凸起的,只能直接入滲或者形成徑流。那麼根據題主的描述,大概是一場降雨過後,為什麼在凹地會形成水坑而不是直接滲下去吧(降雨過程中形成暫時水坑是完全可能的,因為降雨速度大於入滲速度)? 其實這個水坑最終會消失的,除非這個地方非常潮溼,空氣溼度大不利於蒸發,否則遲早要蒸乾的(evaporation)。

6樓:名

通俗一點說,就是土壤孔隙裡已經填滿了水,沒辦法再填了,水就存起來了。土壤並不是一塊嚴絲合縫的整體,土粒與土粒或團聚體之間以及團聚體內部存在著空洞,叫做土壤孔隙。相信大家都聽過這樣的一個故事,教授先在瓶子中放入大石頭,又接連加入了卵石、沙子、水,藉此故事來告訴大家時間像海綿,只要擠總會有的。

事實上你可以把土粒看成一塊塊縮小的石頭,土粒與土粒之間是存在孔隙的,這樣水和空氣才能存在於土壤之中。我完全理解吵架的初衷,題主和部分答主可能希望得到一個機理上的解釋,比如從土壤顆粒、滲流等等建立一套特別完整的物理和數學模型,最後算出一個符合各種情況的,非常完美的,還得給出一個大眾能夠看得懂的解說。從各個方面說,這都是不切實際的。

而 @劉文龍的答案則直接給出了一個經驗公式,於是想要尋求機理性解釋的人就大失所望。我不會做出一個比劉文龍更好的答案,根據我學的那點粗淺的土壤物理學知識,大概也只能是給出一個更加粗淺的經驗公式型別的解答。其實這並沒有什麼好失望的,所謂機理性的解釋,也是基於抽象程度更高的,更為基本的經驗。

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