內容簡介
非飽和土壤水流運動及溶質遷移本書總結了土壤水和溶質運動的基本理論及學科發展的最新進展，是作者主持和主要參加的國家自然科學基金等多項基礎性研究項目成果的系統總結和提升。全書共8章，第1章闡述了研究土壤水和溶質遷移理論的意義；第2、3章論述了土壤物理、水動力性質及土壤水運動基本理論；第4、5章分別對蒸發、入滲條件下的土壤水分運動進行了描述；第6章剖析了土壤一植物一大氣連續體理論；第7章論述了土壤溶質遷移及生長動力學模擬；第8章採用數值方法求解土壤水運動和溶質遷移方程。
目錄
前言
第1章 緒論
1.1 土壤水運動理論研究發展概況
1.2 土壤水運動理論研究對象及意義
1.2.1 土壤水運動與水資源
1.2.2 節水灌溉與非飽和土壤水運動
1.2.3 農田排水中的土壤水流動問題
1.2.4 土壤水運動與環境問題
1.2.5 土壤水非均勻流動
參考文獻
第2章 土壤物理及水動力性質
2.1 土壤物理性質
2.1.1 土壤分類
2.1.2土壤粒徑分布
2.1.3 土壤物理常數
2.2 土壤孔隙水動力性質
2.2.1 Newton黏性定律
2.2.2 Young-Laplace方程
2.2.3 Hagen-Poiseuille方程
2.3 土壤結構分形描述
2.3.1 分形定義
2.3.2 分形維數
2.3.3 分形幾何與土壤結構
2.3.4 多重分形
2.3.5 土壤孔隙的分形特徵
2.3.6 土壤的質量分形維數
2.3.7 土壤的孔隙分形維數
2.4 土壤水勢
參考文獻
第3章 土壤水運動基本理論
3.1 土壤水運動基本方程
3.1.1 土壤水運動基本方程推導
3.1.2 土壤水運動基本方程定解條件
3.2 土壤水動力參數
3.2.1土壤水分特徵曲線
3.2.2 非飽和水力傳導度
3.2.3 擴散率和容水度
3.2.4 各向異性張量的處理
3.3 土壤水、熱、汽耦合運動方程
3.3.1 非等溫條件下的土壤水運動方程
3.3.2 非等溫熱流運動方程
3.3.3 土壤水、熱、汽運動參數
3.4 考慮非均勻流動的連續性方程本構關係
3.4.1 活動性流場模型
3.4.2 活動性流場模型本構關係和流體分形特性關係
參考文獻
第4章 蒸發條件下的土壤水分運動
4.1 蒸發條件下土壤水分運動物理過程
4.1.1 形成乾土前的表土蒸發
4.1.2 形成乾土後的表土蒸發
4.2 潛水蒸發
4.2.1 潛水蒸發的主要影響因素
4.2.2 無作物生長條件下的潛水蒸發
4.2.3 作物生長條件下的潛水蒸發
參考文獻
第5章 入滲條件下的土壤水分運動
5.1 入滲條件下的土壤水分運動物理過程
5.1.1 土壤水的入滲過程
5.1.2 入滲邊界概化
5.2 入滲條件下的土壤水分運動模擬
5.2.1 Green-Ampt模型
5.2.2 土壤水入滲經驗公式
5.2.3 非均勻入滲模擬
5.3 用解析法求解入滲條件下的土壤水分運動
5.4結構性流動通道對於入滲的影響
參考文獻
第6章 土壤-植物-大氣連續體理論
6.1 土壤-植物-大氣連續體基本概念
6.2 土壤-植物-大氣連續體系統能量平衡理論與方法
6.2.1 系統概化
6.2.2 植物蒸騰量與土壤蒸發量計算
6.2.3 SPAC系統參數
6.3 土壤-植物-大氣連續體系統套用研究
6.3.1 麥秸覆蓋條件下的SPAC系統
6.3.2 塑膜覆蓋條件下的SPAC系統模型
6.4 植物根系吸水模擬
6.4.1 根系吸水模型
6.4.2 作物根系發育過程及其在生長季節內變化過程
6.4.3 根系吸水函式
6.4.4 數值計算中的根系吸水項處理
6.4.5 二維根系生長模型
6.5 植物生長及物質吸收模擬
6.5.1 冬小麥生長過程的動態
6.5.2 吸氮子模型
6.5.3 吸氮量在作物體內的分配模擬
6.5.4 植物生長模擬
6.6水分生產率與灌溉指標關係
6.6.1 水分生產率
6.6.2 灌溉水利用效率
6.6.3 農田總供水效率
參考文獻
第7章 土壤溶質遷移及生長動力學模擬
7.1 水動力彌散
7.1.1 水動力彌散機理
7.1.2 水動力彌散係數
7.2 水動力彌散方程
7.2.1 對流彌散方程推導
7.2.2 定解條件
7.2.3 溶質遷移方程參數
7.3 植物吸氮模型
7.3.1 對流擴散吸收模型
7.3.2 函式型吸收模型
7.4 土壤水分、氮素與植物生長動態模擬
7.4.1 脅迫條件下作物生長動力學原理
7.4.2 土壤水與植物生長關係動力學模擬
7.4.3 水分、氮素脅迫條件下作物生長動力學模擬
7.4.4 多因子影響植物產量模擬
7.5 不同土壤水分狀況下的氮素環境影響效應
7.5.1 土壤氮素氮平衡計算
7.5.2 節水條件下土壤氮素損失及利用效率分析
7.5.3 土壤氮素損失與環境評價模型
參考文獻
第8章 土壤水運動和溶質遷移方程數值解
8.1 有限差分的基本概念
8.1.1 導數的有限差分近似
8.1.2 差分格線劃分
8.2 有限差分法格式
8.2.1 顯式差分格式
8.2.2 隱式差分格式
8.2.3中心差分格式
8.3 有限元法求解土壤水運動及溶質遷移方程
8.3.1 Ritz有限元法求解土壤水運動方程
8.3.2 Galerkin有限元法求解土壤水運動和溶質遷移方程
8.4 飽和一非飽和條件下土壤水分運動數值模擬
8.4.1 滲灌條件下土壤水分運動的數學模擬
8.4.2 降雨人滲補給條件下土壤水分運動的數學模擬
參考文獻
附錄1 入滲問題的數值模型
附錄2 誤差函式
附錄3 Einstein求和約定
