下渗资料课件

第六章第六章 下渗下渗 第一节第一节 土壤水分运动土壤水分运动1.重量含水量（重量含水量（）2.体积含水量（体积含水量（）一、土壤含水量一、土壤含水量 1、吸湿水、吸湿水 2、薄膜水、薄膜水 二、土壤水分的存在形式二、土壤水分的存在形式 3、毛管水、毛管水a)a)支持毛管水支持毛管水支持毛管水支持毛管水b)b)毛管悬着水毛管悬着水毛管悬着水毛管悬着水 4、重力水、重力水最大吸湿量最大吸湿量最大分子持水量最大分子持水量凋萎含水量凋萎含水量毛管断裂含水量毛管断裂含水量田间持水量田间持水量饱和含水量饱和含水量三、三、土壤水特性的主要参数土壤水特性的主要参数各土壤水分常数相应的水分存在形式与作用力各土壤水分常数相应的水分存在形式与作用力风风干干最最大大吸吸湿湿量量凋凋萎萎含含水水量量最最大大分分子子持持水水量量毛毛管管断断裂裂含含水水量量田田间间持持水水量量饱饱和和含含水水量量吸湿水吸湿水水水分分存存在在形形式式薄膜水薄膜水毛管水毛管水重力水重力水结合水结合水自由水自由水作作用用力力15分子力分子力毛管力毛管力重力重力10000316.25个大气压个大气压0.30.001 下渗的概念下渗的概念第二节第二节 下渗的物理过程和下渗的物理过程和 影响下渗的因素影响下渗的因素一、下渗过程的阶段一、下渗过程的阶段 根据水分所受作用力及运动特征，干燥根据水分所受作用力及运动特征，干燥土壤在充分供水条件下的下渗分三阶段：土壤在充分供水条件下的下渗分三阶段：渗润阶段渗润阶段渗漏阶段渗漏阶段渗透阶段渗透阶段二、下渗过程中土壤含水量的垂向分布规律二、下渗过程中土壤含水量的垂向分布规律二、下渗过程中土壤含水量的垂向分布规律二、下渗过程中土壤含水量的垂向分布规律前提条件：积水下渗、无地下水、初始含水量均匀、供水时间长前提条件：积水下渗、无地下水、初始含水量均匀、供水时间长前提条件：积水下渗、无地下水、初始含水量均匀、供水时间长前提条件：积水下渗、无地下水、初始含水量均匀、供水时间长含水量含水量(%)(%)深度深度(m)饱饱和和含含水水量量田田间间持持水水量量风风干干土土饱和带饱和带过渡带过渡带水分传递带水分传递带湿润带湿润带湿润锋湿润锋饱和带饱和带过渡带过渡带水分传递带水分传递带湿润带湿润带湿润锋湿润锋浙江义乌红壤剖浙江义乌红壤剖面图面图下渗率下渗率下渗率下渗率(f f)稳定下渗率稳定下渗率稳定下渗率稳定下渗率(f fc c)下渗能力下渗能力下渗能力下渗能力(f fp p)三、下渗率、下渗能力三、下渗率、下渗能力三、下渗率、下渗能力三、下渗率、下渗能力四、影响下渗的因素四、影响下渗的因素(1)(1)降水降水(2)(2)土壤土壤(3)(3)植被植被(4)(4)地形地形(5)(5)人类活动人类活动第三节第三节下渗的确定下渗的确定 1.1.注水法；注水法；注水法；注水法；2.2.人工降雨法人工降雨法人工降雨法人工降雨法 一、下渗的测定一、下渗的测定第三节第三节下渗的确定下渗的确定二、下渗量的计算方法二、下渗量的计算方法（此处采用经验下渗曲线）（此处采用经验下渗曲线）基本思路：对在特定条件下取得的下渗资基本思路：对在特定条件下取得的下渗资料，选配合适的函数形式，并根据曲线拟料，选配合适的函数形式，并根据曲线拟合的好坏确定其中的各项参数。合的好坏确定其中的各项参数。时间时间(min)P(mm)R(mm)F(t)(mm)00.00.00.012.50.52.025.02.03.0512.56.36.21025.113.211.91537.120.716.4 1.1.霍顿公式霍顿公式霍顿公式霍顿公式 2.2.考斯加柯夫公式考斯加柯夫公式考斯加柯夫公式考斯加柯夫公式 第四节第四节 产流机制产流机制 降雨降雨P植物截留植物截留In填洼填洼D植物散发植物散发ET下渗下渗f蒸发蒸发E下渗下渗f一、截流与填洼一、截流与填洼 二、包气带及其结构二、包气带及其结构（一）包气带定义：（一）包气带定义：饱和带饱和带包气带包气带地下水位地下水位(1)悬着毛管水带悬着毛管水带(2)支持毛管水带支持毛管水带(3)中间包气带中间包气带支持毛支持毛管水带管水带悬着毛悬着毛管水带管水带中间包中间包气带气带Z 包气带又可划分成三带：包气带又可划分成三带：1.包气带地面对降雨的再分配作用包气带地面对降雨的再分配作用分配的结果是将雨水分为地面和地下两个部分。分配的结果是将雨水分为地面和地下两个部分。即：即：P当雨强小于下渗能力时，降雨全部当雨强小于下渗能力时，降雨全部渗入地下。渗入地下。RsF（二）包气带对降水的再分配作用（二）包气带对降水的再分配作用二、包气带对降水的再分配作用（续）二、包气带对降水的再分配作用（续）2.土层对下渗水量的再分配作用土层对下渗水量的再分配作用 下渗水量下渗水量(F)一部分以蒸发形式逸出地面一部分以蒸发形式逸出地面(E)。剩余部分又被。剩余部分又被分成分成“土壤蓄存土壤蓄存”和和“径流径流”两个部分。两个部分。蓄存部分蓄存部分是指水分运动中为维持土壤含水量等于或小于田间是指水分运动中为维持土壤含水量等于或小于田间持水量所需的下渗水分。持水量所需的下渗水分。产生径流部分产生径流部分是指土壤含水量超过田间持水量以后，以自由是指土壤含水量超过田间持水量以后，以自由重力水形式运行的部分。重力水形式运行的部分。三、层次土壤中的下渗水流运动三、层次土壤中的下渗水流运动 层次土壤是指土壤物理及水分物理性质存在明显层次土壤是指土壤物理及水分物理性质存在明显差异的均质土层。一般可概括为两种典型层理：差异的均质土层。一般可概括为两种典型层理：（1）上层粗下层细）上层粗下层细（2）上层细下层粗）上层细下层粗 四、产流的基本物理条件四、产流的基本物理条件1、超渗地面径流、超渗地面径流(Rs)的产流机制的产流机制ifp产流的物理条件：产流的物理条件：超渗地面径流产生的物理条件是超渗地面径流产生的物理条件是雨强大于地面下渗容量。雨强大于地面下渗容量。四、四、产流的基本物理条件（续）产流的基本物理条件（续）2、壤中流、壤中流(Rss)的产流机制的产流机制fAfB产流的物理条件：产流的物理条件：（1）包气带中必须存在相对不透水层，并且上层土包气带中必须存在相对不透水层，并且上层土壤的质地比下层粗。壤的质地比下层粗。（2 2）至少要上层土壤的含水量达到田间持水量。）至少要上层土壤的含水量达到田间持水量。四、产流的基本物理条件（续）四、产流的基本物理条件（续）3 3、饱和地面径流、饱和地面径流、饱和地面径流、饱和地面径流(R(Rsat)的产流机制的产流机制的产流机制的产流机制产流的物理条件：产流的物理条件：(1)1)存在相对不透水层，且上层土壤的透水性很存在相对不透水层，且上层土壤的透水性很强，而下层土壤的透水性却弱得多。强，而下层土壤的透水性却弱得多。(2)2)上层土壤含水量达到饱和含水量。上层土壤含水量达到饱和含水量。fAfBi四、产流的基本物理条件（续）四、产流的基本物理条件（续）4、地下径流、地下径流(Rg)的产流机制的产流机制产流的物理条件：产流的物理条件：整个包气带土壤含水量达到田间持整个包气带土壤含水量达到田间持水量。水量。四、产流的基本物理条件（续）四、产流的基本物理条件（续）5、回归流、回归流(Rr)的产流机制的产流机制产流的物理条件：产流的物理条件：(1)1)壤中流发育壤中流发育；(2)2)土壤饱和带露出地面；土壤饱和带露出地面；(3)3)要具备有利于壤中流流出的坡度及地形。要具备有利于壤中流流出的坡度及地形。相对不透水层相对不透水层五、常见产流模式（二种）五、常见产流模式（二种）五、常见产流模式（二种）五、常见产流模式（二种）1 1、R Rs s型型型型超渗产流型超渗产流型超渗产流型超渗产流型特点特点特点特点：(1)(1)(1)(1)产流量产流量产流量产流量R R取决于取决于取决于取决于i i和和和和f fp p ，R R=(i i f f p p)i i;(2)(2)(2)(2)雨止时土壤含水量仍未达到田间持水量雨止时土壤含水量仍未达到田间持水量雨止时土壤含水量仍未达到田间持水量雨止时土壤含水量仍未达到田间持水量WWmm；(3)(3)(3)(3)径流成分单一。径流成分单一。径流成分单一。径流成分单一。2 2、R Rsatsat+R+Rssss+R+Rg g型型型型蓄满产流型蓄满产流型蓄满产流型蓄满产流型特点特点特点特点：(1)(1)(1)(1)产流时土壤含水量已达到田间持水量产流时土壤含水量已达到田间持水量产流时土壤含水量已达到田间持水量产流时土壤含水量已达到田间持水量WWmm ；(2)(2)(2)(2)产流量产流量产流量产流量R R取决于降雨量取决于降雨量取决于降雨量取决于降雨量P P和初始土壤含水量和初始土壤含水量和初始土壤含水量和初始土壤含水量 WW0 0，R=RR=R(P P,WW0 0)=P=P-(WWmm-WW0 0)(3)(3)(3)(3)径流成分复杂。径流成分复杂。径流成分复杂。径流成分复杂。六、六、流域产流特征分析流域产流特征分析1.分析流域的气候及下垫面特征分析流域的气候及下垫面特征2.分析流域出口的流量过程形状分析流域出口的流量过程形状3.分析影响次洪产流量的因素分析影响次洪产流量的因素流域产流特征通常可从以下几方面进行分析：流域产流特征通常可从以下几方面进行分析：七、有效降雨的含义七、有效降雨的含义 指降雨量中扣除植物截留、下渗、填洼指降雨量中扣除植物截留、下渗、填洼与蒸发等各种损失后所剩下的那部分量。也与蒸发等各种损失后所剩下的那部分量。也叫做净雨。叫做净雨。人有了知识，就会具备各种分析能力，人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说古人说“书中自有黄金屋。书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进鼓舞我们前进。