土壤水分蒸发三个阶段和特点

简答题1. 土壤在农业生产和自然环境中有那些重要作用？（1）土壤是植物生长繁育和生物生产的基地，是农业的基本生产资料。

（2）土壤耕作是农业生产中的重要环节。

（3）土壤是农业生产中各项技术措施的基础。

（4）土壤是农业生态系统的重要组成部分。

2. 土壤是由哪些物质组成的？土壤和土壤肥力的概念是什么？土壤是由固体、液体和气体三相物质组成的疏松多孔体。

3. 简述“矿质营养学说”和“归还学说”。

矿质营养学说：土壤中矿物质是一切绿色植物唯一的养料，厩肥及其它有机肥料对于植物生长所起的作用，并不是其中所含的有机质，而是由于这些有机质在分解时形成的矿物质。

归还学说：由于不断地栽培作物，土壤中矿物质必然引起损耗，如果不把作物由土壤中摄取的那些矿物质归还给土壤，那么到最后土壤会变得十分贫瘠，甚至寸草不生。

要想完全避免土壤的这种损耗是不可能的，但是恢复土壤中所损耗的物质是可能的，办法就是施用矿质肥料，使土壤的损耗和营养物质的归还之间保持着一定的平衡。

4. 土壤具有哪些特征？（1）土壤是在母质、气候、地形、生物和时间五种因素下形成的。

（2）土壤以不完全连续的状态覆盖于陆地表面，处在大气圈、水圈、生物圈和岩石圈相互交接的地带。

（3）土壤具有一定的层次构造。

（4）土壤是由固体、液体和气体三相物质组成的疏松多孔体。

（5）土壤具有巨大的表面积。

（6）土壤是一个生态系统。

（7）土壤中进行着物质和能量的转移和转化过程。

五、论述题1. 论述土壤在农业生产和自然环境中的作用。

（1）概念：土壤：是具有肥力特性因而能生产植物收获物的地球陆地疏松表层。

（2）土壤在自然环境中的重要性：（要点）①土壤是植物生长繁育和生物生产的基地，是农业的基本生产资料。

a.营养库的作用；b.养分转化和循环作用；c.雨水涵养作用；d.起机械支撑作用；e.稳定和缓冲环境变化的作用。

②土壤耕作是农业生产中的重要环节③土壤是农业生产中各项技术措施的基础④土壤是农业生态系统的重要组成部分1.岩石矿物的风化作用可分为几大类型及其各自的影响因素？风化作用分为物理风化、化学风化和生物风化三类。

××××××××教案（首页）授课题目任务1 植物生产的水分条件目的要求知识目标：1.熟悉空气湿度的表示方法及变化规律。

2.了解水汽凝结条件，熟悉水汽凝结物。

3.了解降水成因，熟悉降水表示方法和种类。

4.了解土壤水分蒸发的三个阶段。

能力目标：1.能收集当地降水量资料。

2.能正确进行空气湿度的观测。

教学重点、难点1．空气湿度及其变化规律(重点、难点)。

2．主要水汽凝结物（重点）。

3.降水的表示方法(重点）。

4.降水的种类（重点）。

教学方法1．采用多媒体教学课件，展示相关资料、图片、例题及习题。

2．实践活动、任务驱动教学法的综合应用。

教学安排6课时1．课堂互动（2学时）2．实践活动（4学时）××××××××教案教学过程设计（4课时）引言：同学们，我们前面学过了土壤水分的有关知识，请回顾一下土壤水分的形态与表示方法。

本单元主要讲述的是大气水分。

[一]导入新课植物生长需求的水分包括地下部分的土壤水分和地上部分的大气水分。

土壤水分主要依赖于自然降水和灌溉。

大气中水分的存在形式有气态、液态和固态；多数情况下，水分是以气态存在于大气中。

[二] 新课讲解1.大气水分（1）空气湿度空气湿度是表示空气中水汽含量（即空气潮湿程度）的物理量。

①空气湿度的表示方法。

常用的表示方法有：一是水汽压（e）。

大气中水汽所产生的分压称为水汽压。

常用单位为百帕（hPa）表示。

二是绝对湿度（a）。

单位容积空气中所含水汽的质量称为绝对湿度，实际上就是空气中水汽的密度，单位为g/cm3或g/m3。

三是相对湿度（r）。

是指空气中实际水汽压与同温度下饱和水汽压的百分比，即：r＝e／E×100%。

四是饱和差（d）。

是指在一定温度下，饱和水汽压和实际水汽压之差，即：d ＝E-e。

土壤墒情的变化规律土壤墒情的变化主要受到外界环境（如大气、温度、光照等等）和土壤自身的结构所共同影响，但是在同一个区域里土壤墒情的变化呈现出一定的规律性。

安博仪器使用土壤墒情测试仪对同一区域的土壤墒情进行了测定，总结出了土壤水分一年变化的四个阶段。

一、土壤墒情相对稳定期该期包括11、12和1、2四个月，因该期降水稀少，仅6.5m m；加之气温低，日均气温0.3℃，水面蒸发量为全年最低值，日均水面蒸发量0.31mm，故该期土壤水分相对稳定。

此期水分消耗星为72.5mm，日均水分消耗量为。

.55mm.该时段初期因雨季刚过，土壤含水量很高，土壤水分消耗量很大，此时应做好保墒拾施，以利伏雨春用。

二、土壤墒情缓慢消耗期此时期从3月上旬至4月下旬.该期因气温回升，日均气温9.9℃，日均水面蒸发量5.2mm，加之该期降水量增加不大，土壤水分损失量较前有所增加.此期水分消耗量74.2mm，日均为1.22mm，此时段初土壤解冻后表层含水量较高，毛管水运行活跃，土壤水分极易蒸发损失，应及时耙耪整地防止蒸发.三、土壤墒情大量损耗期该期从5月上旬至7月下旬，因气温高，日平均为22.6℃，水面蒸发量也达全年最高值，日平均为8.omm；该期虽然降水量降高，但因水分消耗量大于降水，故到期末土壤水汾亏缺量达208.5mm，日均水分损耗量3.26om.此期因气温高，降水补给土壤又迅速蒸发损失掉，该期应及时中耕保墒.四、土壤墒情恢复期该时段从8月上旬到10月下旬.该期降水量为316.7mm，占全年降水量的57%，但气温较前者所降低，日均气温18.4℃，水面蒸发量也随之降低，故降水量远较水分消耗量高，到期末土壤墒情得到恢复，恢复量达179.m m.该期应在雨季来临前深耕土壤，促进接纳雨水。

提示：利用山东安博土壤墒情多参数测试系统可对土壤墒情、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、风速风向、降雨量、二氧化碳浓度进行长时间连续监控。

土壤水分类型、吸水原理及循环过程水是农业的关键因素，土壤水是土壤的重要组成部分之一，对土壤肥力和作物的生长发育具有重要影响。

因此，保护性耕作技术措施的运用，旨在调节和管理土壤水分状况，以促进作物的稳产、高产。

土壤吸水原理主要由土壤吸附力和毛管力两种作用组成。

土壤水分可分为吸湿水、膜状水、毛管水和重力水四种类型。

其中，吸湿水是土壤吸附水气中水分子的能力，其数量取决于土壤的质地、腐殖质含量和空气湿度。

无效水则是吸湿水中不能被作物吸收利用的部分，其含量可通过烘干法进行测定。

在土壤水循环过程中，土壤的物理、化学和生物学性质都会受到影响。

因此，了解土壤水分类型和吸水原理，对于有效地控制、调节和管理土壤水分状况，以提高作物产量具有重要意义。

土壤中的水分存在着不同的状态，包括膜状水和毛管水。

膜状水是指土粒吸收完大气中的水分子后，仍然存在于土粒表面上的水分。

这种水分具有溶解养分的能力，并且可以缓慢地移动。

当根系与膜状水接触时，根系就可以吸收利用这部分可移动的膜状水。

而毛管水则是指超过最大分子持水量后，保留在土壤中的自由水。

毛管水存在于毛管孔隙中，靠毛管弯曲面力保存。

毛管水又可分为毛管悬着水和毛管上升水两种类型。

毛管悬着水是指保存在大小不同的毛管孔隙中，不与地下水相连接的水分。

田间持水量是土壤在自然条件下所能保持的最大水量，包括吸湿水、膜状水和毛管悬着水的总和。

毛管悬着水是土壤中最宝贵的有效水，因为它的吸水力很低，很容易被作物根系吸收利用。

田间持水量是一个常数，可以根据作物和土壤的凋萎系数来计算。

在甘肃黄土高原地区，不同土壤的田间持水量变化在22.8%～26.8%之间。

表1-9 土壤质地与田间持水量（华北地区）以下为华北地区不同土壤质地的田间持水量、有效水量和调萎系数。

其中，有效水量指作物生长所需的水分量，调萎系数是指土壤干旱时，作物出现萎蔫的程度。

土壤质地田间持水量（重量%）有效水量（%）调萎系数（%）砂土 10~14 21~24 4~9砂壤土 3~4 4~9 12~20轻壤土 6~9 12~20 13~19中壤土 16~20 22~26 13~22重壤土 4~6 6~10 12~20粘土 10~16 26~28 13~17毛管上升水毛管上升水是指地下水沿着毛细管上升后保持在毛细管孔隙里的土壤水。

2013 年 春季 学期《水文学原理》课程考试试卷( A卷)答案一、填空题 (每空1分，共20分)1.径流深、洪峰流量模数。

2.降水、下渗、蒸发、径流3.算术平均法、泰森多边形法、等雨量线法4.大于05.吸湿水、薄膜水、毛管水、重力水6.流域蓄水容量7.使河段蓄量与下断面出流量呈单值关系的河段长度8.产流、汇流9.基质势、重力二、名词解释 (每小题3分，共15分)1、田间持水量：土壤中所能保持的最大毛管悬着水量。

2、线性系数：运算Φ[I(t)]、]满足叠加性和倍比性的系统。

3、下渗能力：充分供水条件下的下渗率。

4、单位线：在给定流域上，单位时段内均匀分布的单位地面净雨量在流域出口断面形成的地面径流过程线。

5、线性水库：蓄水量与出流量成正比关系的水库。

三、选择题（每小题2分，共10分）ACBDB四、简答题（每小题5分，共25分）1、超渗产流模式有何特征，它与蓄满产流模式有何区别？不管当地的土壤含水量是否达到田间持水量，只要降雨强度超过下渗强度就产生地面径流，称此为超渗产流。

蓄满产流则是指一次降雨过程中，仅当包气带的含水量达到田间持水量后才产流，且以后的有效降雨全部变为径流。

可见这两种产流模式的主要区别在于：蓄满产流以包气带的含水量达到田间持水量（即蓄满）作为产流的控制条件，而超渗产流则以降雨强度大过于当地的下渗能力作为产流的控制条件，而不管蓄满与否。

2、试述裸土蒸发的三个阶段及其特点？（要求结合图形进行说明，图形上应标注相应的含水量特征值）。

各阶段土壤蒸发的特点如下：第一阶段土壤含水量大于田间持水量，土壤中的水分可以充分供给土壤表面蒸发，按土壤蒸发能力蒸发，蒸发只受气象条件影响；第二阶段，土壤土壤含水量介于毛管断裂含水量与田间持水量之间，土壤蒸发率与土壤含水量大致成正比；第三阶段土壤土壤含水量降至毛管断裂含水量以下，毛管向土壤表面送水的机制完全破坏，水分只能以薄膜水或气态水的形式向地面移动，这一阶段土壤蒸发率很微小，气象条件和土壤含水量的关系已不明显。

《水文学原理》复习题
一、填空题
1、水文学中的三个重要水文现象是、及。

2、土壤包气带通常可分为、和三个不同层
次的水分带。

3、霍顿产流观念主要解决了和两个产流机制（物理条件）。

4、“门槛”作用是指，
而“筛子”作用是指。

5、非饱和土壤水分势主要由及组成；而饱和土壤
水分势主要是
由和组成。

6、在中小流域的汇流计算中，非线性问题主要是指
和。

7、洪水波在运动过程中，一般情况下会发生及两种变形。

8、我国水文循环的路径
有、、、北冰洋水文循环及鄂霍次克海水文循环五种。

9、研究水文规律的基本方法是、及
三种。

10、瞬时单位线与S曲线关系数学表达式是。

11、对径流的影响有、及
三方面因素。

12、按照径流量的多少，我国划分为、、、
及干涸带五个水分带。

13、河流水的补给来源主要有、及。

14、流域汇流系统是由三部分构成的，分别
是、、。

15、根据土壤水分作用力的差别，可将下渗曲线划分
为、、
不同三个阶段。

16、土壤蒸发量不仅与气象因素有关，而且还与有关。

17、特征河长的槽蓄量与下断面流量是关系，其长短与、有关。

18、除马斯京干演算法外，河道洪水还有、、及演算法。

19、土壤下渗能力仅与有关。

20、时段（基本）单位线与S曲线的关系是。

二、名词解释
1、水力联系
2、下渗曲线
3、等流时线
4、单位入流
5、凋萎系数。

第三章 蒸发条件下土壤水分运动土壤水分蒸发可以发生在土壤表面和植物体上。

植物体的蒸发一般称为蒸腾，土壤表面蒸发称为土面蒸发。

本章主要讨论土面蒸发条件下土壤水分运动。

土面蒸发所消耗的水分来自两部分，一部分是指直接消耗地下水面以上土层中水分，一部分消耗地下水，消耗地下水部分称为潜水蒸发。

土壤水分蒸发有稳定蒸发和不稳定蒸发两种状态，当土壤水分的蒸发量与地下水补给量相平衡时为土壤水分的稳定蒸发状态，一般在连续干旱期，且地下水有侧向补给时，会出现这种情况；当土壤水蒸发量不等于地下水补给量时，土壤水分为不稳定蒸发状态，在降雨或灌水后的蒸发初期或地下水无侧向补给时，常处于这种状态。

土壤水蒸发一方面决定于外界（大气）蒸发能力（常以水面蒸发表示），另一方面决定于土层从地下水面向地表输水的能力，其输水能力大小一方面取决于土质条件，同时也决定于表土含水率。

由于土壤水蒸发的水分是从土表散失，因此为了研究土壤水蒸发问题首先必须了解表土蒸发规律。

第一节 表土蒸发一、形成干土层前的表土蒸发过程由于表土蒸发的主要影响因素不同，其蒸发过程可以分为以下两个阶段。

1．表土蒸发保持稳定阶段表层土壤水分的蒸发主要是由于土壤水汽压力与地表大气中水汽压力有一定差值，在压力梯度作用下，土壤中水汽向大气中扩散而产生的。

压力差越大，土壤中水汽扩散的水量越大。

在这一阶段，表土含水率越高（在某一定值以上），土壤水汽压力基本不随含水率的变化而改变，其数值趋近于饱和水汽压力。

在这种情况下，土壤水分蒸发主要取决于外界条件（温度、湿度、风速等）。

在外界条件不变的情况下，土壤水分的蒸发将不随含水率降低而变化，因此这一阶段称为稳定蒸发阶段，蒸发强度可用下式表示：)(0101P P -=βε（2-3-1）式中：1ε––––稳定蒸发阶段土壤水分蒸发强度（m 3/d ·m 2 或 m/d ）；0β––––质量交换系数，与外界条件有关；1P ––––土壤表层的水汽压力（Pa ）； 0P ––––大气中的水汽压力（Pa ）。

第四章土壤水分1、土壤水分按照受力大小和水分性质分为哪几种类型及各自的特点的哪些？我国土壤水分的分类方法一般采用数量法。

根据土壤水分所受力的类型可分吸附力、毛管力和重力；把土壤水分划分为吸附水(吸湿水和膜状水）、毛管水、重力水和地下水。

土壤水分的特点：吸湿水：吸湿水受土粒的吸持力很大，水分不能移动，无溶解能力，具有固态水的性质，植物不能吸收利用，是一种无效的水分类型。

膜状水：由于它所受的吸力比吸湿水要小，水分能够在土壤中缓慢移动，其中有部分水分能够被植物吸收利用。

因此，膜状水是部分有效的水分类。

毛管水：它所受的毛管吸持力很小，很容易被作物吸收利用，是有效水，另外，毛管水还溶解有各种营养成分，利于植物的养分供应。

重力水：是地下水的重要来源。

2、何为土壤水势，其水势是如何划分和定义的？土壤水势：是指从一已定高度的蓄水池中，把无限少量的纯水，在一个大气压下，等温和可逆地转移到土壤中的某一已定点，使之成为土壤水，这时所必须做的功，以单位水量为基础来表示，其数值代表土壤总水势。

土壤水势实际上是作用于土壤水分各种力的总和，根据其力源的性质，土壤水势可分：基质势、溶质势、压力势、重力势和土壤水总势。

基质势：由土壤固体基质对土壤水分的吸引而使水分自由能降低的现象。

溶质势：由溶质的渗透压力引起的水势能变化现象。

压力势：土壤水承受不同压力所产生的自由能变化。

重力势：同重力引起的土壤水势的变化。

土壤水总势：是作用于土壤水分的各种力所产生的分势的总和。

3、土壤水吸力与土壤水势有哪些相同点和不同点？土壤水吸力是指土壤水在承受一定吸力情况下所处的能态，不是反映土壤对水的吸力。

与土壤水势的相同点：水吸力的意义与水势相同，是表示土壤水具有的自由能。

与土壤水势的不同点：水吸力只包括基质势和溶质势。

4、土壤水分特征曲线的滞后现象发生的原因是什么？土壤水分特征曲线的滞后现象：是指脱水曲线与吸水曲线不能重合的现象。

发生原因：产生滞后现象的原因很多，主要是因为土壤中的孔隙有大有小，而且呈”串珠状“连接方式造成的。