杨 松 黄剑峰 罗茂泉 马泽慧 王 磊 吴玉琴

(云南农业大学水利学院， 昆明 650201)

斥水性砂土水-气形态及其对斥水-亲水转化的影响分析

杨 松 黄剑峰 罗茂泉 马泽慧 王 磊 吴玉琴

(云南农业大学水利学院， 昆明 650201)

处于地球表面的土壤，尤其是耕作层土壤，受外界因素影响其接触角可能会发生改变。通过试验对不同接触角的壤质砂土中的孔隙水-气形态分布状况进行研究，试验结果表明：砂土颗粒与孔隙水间的接触角增大会使表层土壤中水封闭土层厚度减小，但接触角增大到一定值后，水封闭层的厚度不再发生变化。随着接触角的增大，气封闭层的厚度不断减小。与连续固体表面不同，砂土颗粒的接触角小于90°甚至降低至36°也会出现明显的斥水现象，但随着砂土中饱和度的增大，斥水现象会消失，砂土斥水与亲水转化时对应的饱和度与水封闭向双开敞转化时对应的饱和度基本一致，因此，砂土亲水与斥水转化时对应的临界含水率与孔隙水气分布形态密切相关，通过理想模型对两种不同水-气形态下土壤的基质吸力变化分析可以发现，产生这种现象是因为当土壤由水封闭变为双开敞时，水-气交界面在液体侧的曲率中心消失(接触角小于90°)，气-液界面引起的基质吸力恒为“正”。

孔隙水-气形态； 土壤斥水性； 接触角； 颗粒模型； 孔隙模型

引言

随着深度的增加，地表土壤层中的水分不断增多，呈现出不同的形态。根据非饱和土壤中的水-气形态可以分为3类[1]：水封闭非饱和土、双开敞非饱和土和气封闭非饱和土。……