土壤水分运动的基本方程

二、土壤水分运动的基本方程

土壤水分运动如同其他物质一样符合质量守恒定理,因此一般将达西定理称为土壤水分运动所遵循的基本原理,而质量守恒定理称为连续方程,通过联合达西定理和连续方程就可导出土壤水分运动的基本方程,即:

图示

对于水平一维土壤水分运动,其基本方程可简化为:

图示

式中:x为水平坐标;t为时间。

对于垂直一维水分运动而言,土壤水分运动的基本方程可表示为:

图示

式中:z为垂直坐标,向上为正。(https://www.daowen.com)

土壤水分运动方程可以根据研究需要在表达形式上进行转换。如果研究中着重考虑土壤基质势变化特征,则等式左端可以表示为:

图示

式中:C(φ)称之为比水容量。水平和垂直一维土壤水分运动方程变为:

图示

如果关心土壤含水量变化过程,这样上述方程可以变为含水量的函数。为此,引入了土壤水分扩散率概念,土壤水扩率定义为:

图示

式中:D(θ)为土壤水分扩散系数。这样式(1-15)和式(1-16)表示为:

图示