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第二章 土壤水分运动基本方程如前所述，达西定律是由达西（Darcy ，Henry 1856）通过饱和砂柱渗透试验得出，后由Richards （1931）将其扩伸至非饱和水流中，并规定导水率为土壤负压h 的函数，即()H h k q ∇= （2-2-1）式中：H ∇——为水势梯度；k （h ）——为导水率，是土壤负压h 的函数； q ——为水流通量或流速。
Richards 方程垂向一维方程为)1)(( )(±∂∂-=∂∂-=zhk zH k q z θθ注意：H=h ±z ，垂直坐标向上为“+”；向下时为“–”。
由于k （h ）受滞后影响较大，上式仅适用于单纯的吸湿或脱湿过程。
若将导水率作为容积含水率函数，即以k （θ）代替人k （h ），则可避免滞后作用的影响。
一般说来达西定律对饱和与非饱和水流均可适用，即水流通量与势能梯度成正比。
但在饱和土壤中，压力为正值，其总水头包括了由该点在地下水面以下深度来确定的静水压力（正值）和相对于基准面高度来确定的位置水头，总水头为压力水头和位置水头之和，水由总水头高处向低处流动。
在非饱和土壤中，基质势为负值，土水势在不考虑溶质势、温度势及气压势时，只包括重力势和基质势。
因此，总水头常以负压水头和位置水头之和来表示。
一维Richards 方程的几种形式：根据()()θθθD hk =∂∂（K=C ×D ）得： x h k q x ∂∂-=)(θ x D q x ∂∂-=θθ)( y h k q y ∂∂-=)(θ yD q y ∂∂-=θθ)( )1)((±∂∂-=z h k q z θ )]()([θθθk zD q z ±∂∂-=第一节 直角坐标系中土壤水分运动基本方程一、基本方程的推导土壤水分运动一般遵循达西定律，且符合质量守恒的连续性原理。
土壤水分运动基本方程可通过达西定律和连续方程进行推导。
如图2-2-1所示，从土壤中取出微分单元体abcdefgh ，其体积为z y x ∆∆∆，由于该立方体很小，在各个面上的每一点流速可以看成是相等的，设其流速为z y x v v v 、、，在t ～t+Δt 时段内，流入立方体的质量为（3个面流入）：t y x v t z x v t z y v m z y x ∆∆∆+∆∆∆+∆∆∆=ρρρ入 （2-2-2）流出立方体的质量为（3个面流出）：t z y x x v v m x x ∆∆∆⎪⎭⎫⎝⎛∆∂∂+=ρ出t y x z z v v t z x y y v v z zy y ∆∆∆⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∂∂++∆∆∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆∂∂++ρρ （2-2-3） 式中：ρ––––水的密度；z y x ∆∆∆,,––––分别表示微分体x 、y 、z 方向长度；x x v x ∆∂∂，y y v y ∆∂∂，z zvz ∆∂∂––––分别表示水流经微分体后，其流速在x 、y 、z 方向的变化值。
⽔⼟保持学复习重点归纳第⼀章绪论1、⽔⼟流失：指在⽔⼒、重⼒、风⼒等外营⼒作⽤下，⽔⼟资源和⼟地⽣产⼒的破坏和损失，包括⼟地表层侵蚀和⽔的流失，亦称⽔⼟损失。
2、⼟壤侵蚀的形式：⾬滴溅蚀、⽚蚀、细沟侵蚀、浅沟侵蚀、切沟侵蚀、⼭洪侵蚀、泥⽯流侵蚀、滑坡。
3、⽔⼟流失危害：1、破坏⼟地资源，蚕⾷农⽥，威胁群众⽣存。
2、削弱地⼒，加剧⼲旱发展。
3、泥沙淤积河床，加剧洪涝灾害。
4、泥沙淤积⽔库湖泊，降低其综合利⽤功能。
5、影响航运，破坏交通安全。
6、⽔⼟流失与贫困恶性循环，同步发展。
4、⽔⼟保持：是⼭丘区和风沙区⽔及⼟地两种⾃然资源的保护、改良和合理利⽤，⽽不是限于⼟地资源，⽔⼟保持不等同于⼟壤保持。
5、⽔⼟保持的作⽤：江河上游⽔⼟保持，即以⼩流域为单元的⽔⼟保持综合治理，包括调整⼟地利⽤结构、林草措施、⼯程措施、农业技术措施以及监督管理措施。
⼭区⽔⼟保持⼩流域综合治理的作⽤：a 增加蓄⽔能⼒，提⾼⽔资源的有效利⽤；b 削洪补枯，提⾼降⽔资源的有效利⽤；c 降低⼲旱、半⼲旱地区河川径流量；d 控制⼟壤侵蚀，减少河流泥沙；e 改善⽔⽂环境，保护⽔质；f 促进区域（流域）社会经济可持续发展。
6、⽔⼟保持三⼤措施：a 林草措施b ⼯程措施c 农业措施7、⽔⼟保持⼯程措施4⼤类：a ⼭坡防护⼯程b ⼭沟治理⼯程 c ⼭洪排导⼯程 d ⼩型蓄⽔⽤⽔⼯程。
8、⼭坡防护⼯程的作⽤:作⽤在于⽤改变地形的⽅法防⽌坡地⽔⼟流失，将⾬⽔及雪⽔就地栏蓄，使其渗⼊农地、草地或林地，减少或防⽌形成坡⾯径流，增加农作物，牧草以及林⽊可利⽤的⼟壤⽔分。
9、⼭坡防治⼯程：梯⽥、拦⽔沟埂、⽔平沟、⽔平阶、⽔簸箕、鱼鳞坑、⼭坡截留沟、⽔窖、蓄⽔池、挡⼟墙。
10、⼭沟治理⼯程的作⽤：在于防⽌沟头前进、沟床下切、沟岸扩张，减缓沟床纵坡、调节⼭洪洪峰流量，减少⼭洪或泥⽯流的固体物质含量，使⼭洪安全地排泄，对沟⼝冲积圆锥不造成灾害。
（沟头防护⼯程、⾕坊⼯程、拦砂坝、淤地坝、沟道护岸⼯程）11、⼩型蓄⽔⽤⽔⼯程的作⽤：在于将坡地径流及地上潜流拦蓄起来，减少⽔⼟流失危害，灌溉农⽥，提⾼作物产量。
