土壤水含有溶质对于人类的生活和生产活动有着重要的影响。不仅存在着土壤盐碱化的问题,而且还会发展成为更广泛和深远的水土环境问题,因此,越来越引起人们的重视。为了防止水质的恶化、土壤的污染,必须制定有效的防治规划,采取合理的措施。为此,需要了解溶质在土壤中(非饱和区和饱和区)的运移规律,以便对土壤中溶质的时空分布和变化进行预测预报。
组成土壤液相的并不是纯水而是含有溶质的水溶液。土壤溶质作为土壤环境系统中的重要组成部分,它的运移过程必然影响着土壤与环境间的物质与能量的交换过程。天然条件下,以土壤为研究对象,溶质主要通过降雨、施肥、灌溉、地下水补给、植物残留物、植物固氮以及河流与湖泊侧渗等过程输入到土壤中,而土壤又通过生物吸收、大气挥发、地表径流与水土流失、农田排水以及地下水的交换等过程向外部环境输出溶质。土壤水还会溶解土壤母质中含有的可溶盐,在蒸发条件下,不同矿化度的潜水总是或多或少地将所含的盐分带到土壤中并在表层积聚。因此土壤内的溶质通过各种途径与环境间不断的进行交换,处于一种动态变化过程,并与其环境保持一种动态平衡。
土壤中溶质的运动是十分复杂的,溶质随着土壤水分的运动而迁移,不仅如此,溶质在自身浓度梯度的作用下也会运动。部分溶质可以被土壤吸附、为植物吸收或者当浓度超过了水的溶解度后会离析沉淀。溶质在土壤中还有化合分解、离子交换等化学变化。所以,土壤中的溶质处在一个物理、化学和生物的相互联系和连续变化的系统中。土壤中水分(水溶液)的运动及其引起的含水率分布的变化,对土壤中溶质运动的影响是明显的。因此,溶质运移的研究必须在研究土壤中水分运动的基础上进行。
对流、溶质分子扩散、机械弥散过程、土粒与土壤溶液界面处的离子交换吸附作用以及溶质随薄膜水的运动是土壤中溶质运移的主要物理过程。土壤中的溶质运移如同其他物质迁移过程一样,同样符合质量守恒定律和能量守恒定律。在一般情况下,土壤中化学物质以固、液、气3种状态存在于土壤介质当中,联合质量守恒方程和通量方程可以获得描绘土壤溶质迁移的对流-弥散方程[15] (CDE):(www.daowen.com)
在实际应用中,根据土壤溶质所存在的状态、迁移过程、具体溶质的性质以及发生的物理化学特性来确定上述对流弥散中各项的取舍,从而获得具体研究条件下的土壤溶质迁移的对流弥散方程。
在实际应用中,根据土壤溶质所存在的状态、迁移过程、具体溶质的性质以及发生的物理化学特性来确定上述对流弥散中各项的取舍,从而获得具体研究条件下的土壤溶质迁移的对流弥散方程。
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