影响土壤入渗过程的因素

二、影响土壤入渗过程的因素

土壤入渗过程受到多种因素的影响,如土壤质地、土壤构造、土壤前期含水量、供水方式与强度、供水水质、土壤温度等。

1.土壤质地

土壤质地反映了土壤颗粒组成,不同质地的土壤颗粒组成不同,因而所具有的孔隙大小和分布存在明显差别,因此造成土壤导水能力和土水势的不同,进而影响土壤的入渗能力。砂性土壤具有较多大孔隙,土壤导水能力强,因此土壤入渗能力大。同时达到稳定入渗阶段所需要的时间也短,而黏性土壤与其相反,土壤入渗能力小,而且达到稳定入渗阶段的时间也长。

2.土壤构造

由于成土原因或人为作用,自然界土壤一般表现出层状构造。通常主要有两种形式,一种是上层为粗质地土,下层为细质土;另一种是上层土壤为细质土,而下层土壤为粗质地土。这两种构造对土壤而言,土壤入渗过程都有别于均质土壤。

对于上层为粗质地土、下层为细质土的土壤构造而言,入渗初期,土壤水分运动受控于粗质土,当湿润锋到达或延伸到细质土,入渗率受控于下层的细质土。如果下层土壤饱和导水率与上层土壤饱和导水率相差较大,下层土壤相对上层土壤而言形成了隔水层,可能在界面处形成临时水位。在无排水条件情况下,随着时间延续,上层土壤会全部饱和。

对于上层为细质地土、下层为粗质土的土壤构造而言,入渗初期,土壤水分运动受控于细质土,当湿润锋到达界面,入渗率受下层粗质土的影响。由于能量的不连续,及孔隙连续性的影响,湿润锋到达界面后,水分不能连续向下运移,而在界面处积累,直至上层土壤含水量达到某一程度,致使上下层土壤孔隙发生有效连接,湿润锋才继续向下运动。这时土壤入渗率变为常数。而土壤入渗率取决上层土壤厚度和饱和导水率及下层土壤进水吸力。(https://www.daowen.com)

3.供水方式与强度

在自然降雨过程中,当雨强大于土壤入渗能力时,土壤入渗率取决于土壤入渗能力。而当雨强小于土壤入渗能力时,土壤入渗率就等于供水强度。在自然界雨滴都具有一定的动能,当雨滴降落到地面后,击实表层土壤或分散细颗粒堵塞土壤孔隙,形成结皮,降低土壤导水能力,改变土壤入渗能力,因此雨滴动能也是影响土壤入渗的重要因素。在灌溉条件下,由于灌水方法不同,土壤入渗过程和特征也不尽相同。例如滴灌属于非充分供水,土壤水分运动呈现三维形式;传统地面灌溉属积水入渗过程;而沟灌属于二维土壤水分运动过程。因此土壤水分入渗特征也因供水方式的不同而不同。

4.供水水质

入渗水一般含有一定数量的化学物质,而所含的化学物质进入土壤后,与土壤颗粒和土壤原有的化学物质发生物理化学作用,改变土壤孔隙分布特征,进而影响土壤导水能力和入渗特征。近年来随着淡水资源的短缺,微咸水利用也成为缓减水资源短缺的重要方面。而微咸水中所含有的化学物质直接影响土壤入渗过程,主要因素有微咸水矿化度和钠吸附比。

5.温度场

土壤温度直接影响土壤水分形态、土壤水分黏滞度和表面张力。温度变化不仅影响土壤水分能量状态,而且影响土壤导水率,因此必将综合影响土壤入渗过程。当土壤平均温度升高时,土壤入渗能力增加,反之则减小。当温度降到冻土情况时,土壤入渗率下降到最小。如果土壤中存在温度梯度时,水分在温度梯度作用下也发生运动。当表层土壤温度高于下层,土壤入渗能力会增加,反之会减少土壤入渗能力。