Nguyên lý thủy văn Chương 6 Nước trong đất

Nước trong đất thường được tính toán bao gồm cả nước trong tầng thông khí sát bề mặt đất và nước dưới tầng thông khí được giới hạn bởi bề mặt nước ngầm và tầng không thấm nước (xem mục 5.1). Như vậy định nghĩa nước trong đất bao gồm tất cả nước trong tầng thông khí và tầng sâu. Nước trong đới thông khí có thể sâu tới hàng chục hoặc hàng trăm mét ở dưới mặt đất. Tuy nhiên, nước trong tầng đất nông cây cối thực sự hấp thu được và giữ lại lượng hơi ẩm cho đất nói chung và có ý nghĩa về thuỷ văn rất lớn và do đó là trọng tâm chính của nghiên cứu trong chương này. Tầng thông khí gồm các lớp đất mỏng có khả năng thấm hoặc không thấm nước, lượng nước mưa chảy nhanh trên bề mặt, thỉnh thoảng gây nên sự xói mòn và một phần thấm vào trong đất tầng nông, do đó một ít hơi ẩm được giữ lại trong đất để duy trì sự sống của thực vật và động vật tới tận trận mưa tiếp theo.

pdf43 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 1552 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Nguyên lý thủy văn Chương 6 Nước trong đất, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
173 Chương 6 Nước trong đất 6.1. Giới thiệu Nước trong đất thường được tính toán bao gồm cả nước trong tầng thông khí sát bề mặt đất và nước dưới tầng thông khí được giới hạn bởi bề mặt nước ngầm và tầng không thấm nước (xem mục 5.1). Như vậy định nghĩa nước trong đất bao gồm tất cả nước trong tầng thông khí và tầng sâu. Nước trong đới thông khí có thể sâu tới hàng chục hoặc hàng trăm mét ở dưới mặt đất. Tuy nhiên, nước trong tầng đất nông cây cối thực sự hấp thu được và giữ lại lượng hơi ẩm cho đất nói chung và có ý nghĩa về thuỷ văn rất lớn và do đó là trọng tâm chính của nghiên cứu trong chương này. Tầng thông khí gồm các lớp đất mỏng có khả năng thấm hoặc không thấm nước, lượng nước mưa chảy nhanh trên bề mặt, thỉnh thoảng gây nên sự xói mòn và một phần thấm vào trong đất tầng nông, do đó một ít hơi ẩm được giữ lại trong đất để duy trì sự sống của thực vật và động vật tới tận trận mưa tiếp theo. Dưới sâu hơn gồm các lớp đất thấm được, trong sự tương phản, có thể hấp thu và tích trữ chất lượng nước lớn và cung cấp lượng hơi ẩm dự trữ trong suốt thời kỳ hạn hán và cung cấp một lượng nước không đổi cho dòng chảy trong sông. Tầm quan trọng của nước dưới đất ngoài việc tạo nên sự cân bằng nước tầng nông thì còn là một phần nhỏ trong tổng lượng của cân bằng nước toàn cầu (bảng 1.1). Đây là một lượng nước có thời gian tồn tại trung bình của nước trong đất ngắn, khoảng ba tháng. Quan trắc thực tế cho thấy nước trong đất quay trở lại bốn lần trong một năm. Sự đóng góp nước bốn lần hàng năm có thể tạo nên một lượng nước lớn và biến đổi từ 65x133 tới 260x103 km3. Tuy nhiên, qua nhiều tài liệu quan trắc cho thấy tầm quan trọng của nước dưới đất và vai trò của nó đối với sự sống như một nguồn nước cho thực vật. Thông thường, hiểu biết về những nhân tố điều khiển lượng nước trữ và sự di chuyển của nước trong đất là yếu tố cần thiết cho sự hiểu biết khác với phạm vi rộng rãi của các quá trình trao đổi chất, bao gồm không chỉ là nguồn cung cấp nước cho cây mà còn cho sự phát sinh dòng chảy, phục hồi lại lượng nước ngầm nằm bên dưới và sự di chuyển và sự tích luỹ của chất gây ô nhiễm (Bear và Verrụit, 1987). Như một kết quả, những thay đổi ngược lại của tình trạng nước trong đất có thể tạo ra từ những thay đổi vi khí hậu một cách tự nhiên hay có nguồn gốc từ con người và đó là mối quan tâm lớn của chúng ta (Gleick, 1993a). Nước trong đất rất quan trọng do đó được sự quan tâm của các nhà thuỷ văn học, các nhà nông nghiệp học, khí hậu học, lâm nghiệp học, địa mạo học và các kỹ sư nông nghiệp. 6.2. Những đặc tính vật lý của các loại đất ảnh hưởng đến nước trong đất Trắc diện của đất là mặt cắt ngang lớp đất chạy từ bề mặt đấy xuyên qua các lớp đất bình thường bao gồm một số lớp hay một số mặt nằm ngang có đặc tính vật lý 174 khác nhau đến tầng nước ngầm. Bản chất của các trắc diện đất phụ thuộc vào một phạm vi rộng lớn của các nhân tố bao gồm những nguyên liệu có nguồn gốc đầu tiên, chiều dài thời gian của sự phát triển địa chất và của khí hậu đang thịnh hành, cũng như thảm thực vật và địa hình. Ba pha trong hệ thống đất: pha rắn, hay chất đất nền, bao gồm một ít chất khoáng và một ít chất hữu cơ của môi trường có các lỗ rỗng nhỏ li ti. Pha thể khí của khí trong đất và pha thể lỏng của nước trong đất. Gần đây đã có một khái niệm phù hợp hơn đó là nhắc đến “sự hòa tan” của đất bởi vì nó luôn chứa đựng một vài vật chất hòa tan. Hệ thống nước trong đất là hết sức phức tạp, nhất là vì các thuộc tính trong đất thường thay đổi trong phạm vi nhỏ và có thể không giữ nguyên tính bất biến theo thời gian của địa tầng, bởi vì các nhân tố như là sự nở ra và co lại của đất sét, sự nén chặt và sự nhiễu loạn bởi thực vật, động vật và con người là không nhiều. Vì lý do này các nhà vật lý đất trong thời gian trước đã đề ra phương pháp để nghiên cứu môi trường “lý tưởng hoá” bao gồm các dọt nước nhỏ do kiên kết vật lý và những cột nước chứa trong các ống mao dẫn. Bởi vậy, các nhà thuỷ văn học thường áp dụng những khái niệm lý luận và khái niệm thí nghiệm được thực hiện ở các cơ sở thực nghiệm trên các cánh đồng. Mục đích của chương này là cung cấp các thông tin giới thiệu về các hiện tượng quan trọng của học thuyết nước trong đất và các kết quả thực nghiệm thiết thực cho các nhà thuỷ văn. Lượng nước đó có thể được giữ trong một thể tích nhất định của đất và tốc độ của nước di chuyển qua đất phụ thuộc vào cả kết cấu đất, nghĩa là thành phần cấp phối hạt của vật chất trong đất và vào cấu trúc đất. Nước có thể chứa trong cả cấu trúc của khoảng không trống rỗng và khoảng không có kết cấu (giữa các phần nhỏ). ở những chỗ chứa đựng hơi ẩm cao nước chảy qua những chỗ cũ có thể bị chi phối, nhưng trở nên kém quan trọng hơn khi đất trở nên khô hơn. Thông thường, những lỗ nhỏ lớn hơn sẽ xảy ra giữa các khoảng trống do các khe nứt, dễ cây và nó sẽ dễ hơn cho sự di chuyển của nước trong không gian này. Như vậy cả hai không gian này đều có khả năng hấp thụ nước chậm hơn và dẫn nước chậm hơn. Các vật chất sét tự do trong đất là quan trọng nhất vì kích thước thước của nó xác định cả đặc tích vật lý và hoá học của đất. Cát và phù sa nhỏ chủ yếu bao gồm thạch anh và các vật chất ban đầu khác đã làm biến đổi tính chất hoá học trong đất sét. Trong sự tương phản, các sản phẩm tạo ra từ sự phong hoá hoá học xác định các vật chất thứ yếu là một sự đa dạng lớn của các đặc tính vật lý của đất (White, 1987; Wild, 1988). Một sự khác biệt là lượng nhỏ đất sét ở các vỉa platey và bề mặt có hệ số cho nước cao hơn, nghĩa là diện tích bề mặt nước ngầm trên đơn vị thể tích cao hơn (Brady, 1984; Carter cùng cộng sự, 1986). Phần lớn bề mặt của đất sét tích điện âm và cân bằng với các cation bên ngoài đó không phải là một phần của cấu trúc đất sét và nó có thể được thay thế hoặc thay đổi bởi các cation khác (xem phần 8.5.2). Một số kiểu đất sét chỉ liên kết yếu ớt với các vỉa liền kề, và các bề mặt “nội bộ” của các hạt đất cũng có các phản ứng hấp phụ nước lẫn nhau. Đây là điều quan trọng cho sự duy trì và sự giải phóng nước cùng với chất dinh dưỡng và muối. Nước có thể đi vào giữa các vỉa tạo ra chúng để tồn tại nước có đặc điểm riêng rẽ và phát triển. Nhiều loại đất sét nở ra khi bị ướt và co lại hay vỡ vụn ra khi khô, nó rất quan trọng tạo nên các đặc tính thuỷ lực của các loại đất. 175 Cấu trúc đất tạo ra từ sự kết hợp các hạt nguyên sinh được biểu diễn trong các đơn vị cấu trúc hay trong các bó đất. Những đơn vị này tách rời khỏi đơn vị khác bởi liên kết bề mặt tinh thể yếu ớt nó. Điều này có tầm quan trọng quyết định hướng dòng chảy di chuyển qua trắc diện đất. Tính cơ học của sự hình thành cấu trúc đất và tính ổn định là rất phức tạp và phụ thuộc vào một số các nhân tố địa tầng mặt của đất và sự kết hợp sẽ thay đổi theo thời gian do thời tiết và hoạt động đất canh tác, nhưng ở những tầng sâu hơn chúng sẽ ổn định hơn. Thực vật rất quan trọng cho cấu trúc của các tầng mặt từ các dễ cây kết lại thành những phần nhỏ để giúp tạo thành khối liên kết ổn định. Ví dụ, những bãi cỏ có tác động phổ biến vì độ sâu của rễ cây cỏ nằm gần bề mặt đất (White, 1987). Các cấu trúc của đất cũng thay đổi trong sự mô tả hình học và thường được mô tả một cách định tính trong giới hạn của sự cấu tạo của đất có hình dạng: hột, khối, lăng trụ,... và bởi trình độ của sự phát triển của thực vật (ví dụ Hodgson, 1976). Tuy nhiên, các mô tả thường chỉ thuật lại một cách không đầy đủ các đặc tính thuỷ lực trong đất, nhất là trong cấu trúc của đất sét. Như kết quả, Bouma (1981) đã giới thiệu sử dụng chất phóng xạ để đánh dấu đặc trưng hướng dòng chảy ưu tiên qua những lỗ rỗng trong đất. Sự mô tả khái quát của các thuộc tính đất chủ yếu cung cấp cơ sở cho các phần tiếp theo, mô tả các quá trình đầu tiên chủ yếu là lượng trữ và sự di chuyển của nước trong các điều kiện đất lý tưởng hóa (phần 6.3 và 6.4 tiếp theo) và sau đó tạo ra các mô hình hơi ẩm trong đất và tốc độ dòng chảy có thể tìm được các cánh đồng xảy ra trong các điều kiện tự nhiên (phần 6.5 tiếp theo). 6.3. Lượng trữ của nước trong đất Lời bình luận có ảnh hưởng mạnh đến những phát triển về sau, Terzaghi (1942) đã nhận xét rằng nếu trọng lực chỉ tác dụng lên hoạt động của nước trong đất thì nó sẽ chảy hoàn toàn sau khi nhập lượng mưa vào vì thế nước trong đất sẽ đựơc tìm thấy chỉ ở bên dưới mực nước ngầm. Trong tình trạng, cây cối phát triển sẽ hạn chế tới các khu vực này nơi mà mưa rào xảy ra thường xuyên hay ở những vị trí nơi mà mực nước ngầm sát bề mặt. Trên thực tế các loại đất trong điều kiện tự nhiên luôn chứa đựng một ít nước, thậm chí ở thời gian cuối của thời kỳ khô hạn trước trong nhiều tháng hay thậm chí nhiều năm. Điều này cho biết rằng có rất nhiều lực khá mạnh để giữ lượng hơi ẩm trong đất. 6.3.1. Các lực giữ nước trong đất Các lực chịu trách nhiệm chủ yếu để giữ nước trong đất là lực mao dẫn, lực hút tĩnh điện, và lực thẩm thấu. Các lực mao dẫn gây ra từ sự căng bề mặt ở bề mặt chung giữa không khí trong đất và nước trong đất. Các phân tử trong chất lỏng hút mạnh hơn đối với mỗi phân tử khác so với các phân tử hơi nước trong không khí, tạo ra xu hướng bề mặt chất lỏng co lại. Nếu áp suất như nhau trên các mặt của chúng thì bề mặt chung không khí – nước sẽ bằng phẳng, nhưng phân bố áp suất khác nhau tạo ra đường cong trên bề mặt chung, áp suất lớn hơn ở trong nước, ở vị trí lòng chảo, ở các vị trí uốn cong áp suất liên kết nhỏ hơn. ở bề mặt chung trong các khoảng trống của đất không khí sẽ bị giữ lại với áp suất khí quyển, nhưng nước có thể ở áp suất thấp hơn. Khi nước rút khỏi mặt đất thì sự khác biệt áp suất ở đường bao quanh bề mặt chung tăng lên và có thể chỉ giữ trong những lỗ rỗng nhỏ (hình 6.1). Lực với những màng mỏng phun lên được giữ lai sẽ thay đổi. ở những đường ống mao dẫn giống nhau nhô 176 lên trên bãi cỏ các ống tuýp mao dẫn này thay đổi cùng với bán kính của ống, độ cong của bề mặt khum chất lỏng và sức căng bề mặt của nước. Với một tính nhớt nhất định và sức căng mặt nước nhất định, nước sẽ giữ lại mạnh ở những lỗ hổng nhỏ hơn so với những lỗ hổng lớn hơn. Kể từ đây khi sức chứa nước của đất giảm thì ở những lỗ rỗng lớn hơn có sức chứa lớn hơn và tại các mặt cắt thấp hơn những lỗ rỗng nhỏ hơn có sức chứa nước nhỏ hơn. Hình 6.1 Nước được giữ bởi lực mao dẫn giữa các phân tử đất và bởi sự hấp phụ như một lớp nước mỏng Bên cạnh lực hút mao dẫn, nước trong đất ở thể lỏng hay hơi có thể bị hút lên phía trên bề mặt của các phân tử đất chủ yếu do các lực hút tĩnh điện tồn tại nơi mà phân tử nước được gắn kết với nhau tới bề mặt tích điện của chất rắn. Trong khi các lỗ rỗng nước bị hút bởi lực mao dẫn thì tại bề mặt của chất rắn, chỉ những lớp rất mỏng của hạt đất nước có thể bị giữ lại bởi lực hút tĩnh điện (hình 6.1). Tuy nhiên, nếu tổng diện tích bề mặt của những phần rất nhỏ này (nghĩa là bề mặt đặc trưng) là lớn, và/hoặc các điện tích trên một đơn vị diện tích là lớn, thì tổng lượng nước bám trong một thể tích là đáng kể. Trong trường hợp nước ở thể hơi, sự hút bám có thể làm tăng và lượng nước hút bám này thay đổi hàng ngày trong những khu vực mưa rào thấp và sự thay đổi lớn hơn trong khu vực ít mưa (cho ví dụ Komas cùng cộng sự, 1998). Độ lớn của nước lớp phủ bề mặt đặc trưng phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của các hạt. Thể tích của nó tăng khi kích thước của các hạt giảm và khi các hạt trở thành các hình cầu nhỏ và dẹt hơn. Kích thước của các hạt sét và các chất hữu cơ đóng góp phần lớn vào diện tích bề mặt đặc trưng của đất, với đường kính của hạt sét nhỏ hơn 0.1m2g-1 đại diện cho đất sét mịn và đường kính trên 800 m2g-1 cho các lớp đất sét thô (hình 6.1). Điều này giúp giải thích khả năng duy trì của nước ngầm lớn trong đất sét trong suốt thời kì kéo dài của sự khô hạn. Các lực này có tác dụng hấp thụ giữa nước và đất và làm giảm năng lượng dư thừa của nước ngầm. Điều này có nghĩa là, ở nơi đất không bão hòa, áp suất của nước trong các lỗ rỗng là âm (nghĩa là nhỏ hơn áp suất khí quyển). Vì lý do này nên cả lực hút mao dẫn và lực hút điện từ đều có thể coi như chỉ tạo nên một sự căng mặt ngoài hay sự hút nước rất yếu trong đất. Các lực hút trên là quan trọng trong đất có sét là trong đất có cát và trở nên quan trọng hơn ở trong tất cả các loại đất khi lượng ẩm giảm. Trong thực tiễn các lực này luôn ở trạng thái cân bằng với các lực khác và không thể dễ dàng đo đạc một cách riêng biệt. Do đó để đo đạc tính toán thường kết hợp đo đạc tính toán ảnh hưởng tới đường mặt nước trong đó nước được giữ lại đất mẹ 177 và được xem như là những mặt cắt cơ bản hay mặt cắt nền (cũng xem phần 6.3.5). Ba lực này hoạt động để giữ nước trong đất tạo ra từ áp suất thẩm thấu vì các chất tan của nước trong đất. Mặc dù, thường được lờ đi, đặc biệt trong môi trường ẩm ướt, áp suất thẩm thấu có thể quan trọng khi có một sự khác biệt trong sự tập trung chất tan từ bên này sang bên kia của màng thẩm thấu. Điều này có thể có ở bề mặt rễ cây và có tác dụng làm cho nước ngầm giảm và là lượng nước sẵn có cho cây, đặc biệt trong các đất mặn. Trong đất mặn giữa tầng đất này sang tầng đất khác có lớp đất sét mịn và trong các lỗ rỗng chứa đầy không khí làm ngăn cản sự khuyếch tán hơi nước giữa các lớp đất, sau đó theo sự di chuyển của hơi nước, nhưng không phải là chất tan, hơi nước di chuyển từ bên này sang bên kia lỗ rỗng loãng hơn tạo nên sự hoà tan nồng độ hơi ẩm trong lỗ rỗng (Hillel, 1982). ở những nơi thiếu vật cản các ion chất tan sẽ khuếch tán qua đất bão hòa như tác dụng của năng lượng động lực học của nước trong đất và tạo ra trong sự tập trung nước cố định trong đất (Baver cùng cộng sự, 1972). Tổng các lực giữ nước trong đất là tổng của các lực gốc và lực thấm. Sự thảo luận trước đã thể hiện các lực giữ lại được này thay đổi như thế nào với lượng ẩm. Phần lớn, các loại đất có mật độ lớn các lỗ rỗng và phụ thuộc vào sự thay đổi hình dạng hình học và kích thước của hạt đất. Trong đất lòng dẫn lớn là nơi có độ rỗng lớn và thường ở mặt cắt đất cao. Ngược lại ở các mặt cắt thấp lòng dẫn hẹp và độ rỗng sẽ nhỏ. Mối liên hệ này giữa mặt cắt ẩm trong đất và lượng ẩm là rõ ràng có tầm quan trọng chủ yếu cho sự hiểu biết các hoạt động của nước trong đất. 6.3.2 Các đặc tính ẩm trong đất (các đường cong duy trì) Nếu các mặt cắt phân cách giữa nước và không khí tăng chậm được áp dụng để tìm đới đất bão hòa, bề mặt chung không khí – nước bắt đầu giảm xuống bên dưới bề mặt đất và các lực cơ bản của sự giữ nước trong đất có ảnh hưởng lớn đến mặt phân cách nước và không khí này. Trước tiên, những lỗ rỗng lớn sẽ rỗng ở các mặt cắt thấp, trong khi những lỗ rỗng hẹp chống đỡ bề mặt chung không khí – nước là mặt cong lớn hơn nhiều sẽ không rỗng cho tới tận khi sức hút lớn hơn được tăng cường. Sự kết hợp giữa sự hút và tổng lượng nước chủ yếu trong đất có thể xác định qua thực nghiệm trong phòng thí nghiệm bằng sử dụng đường cấp phối hạt đất (Klute, 1986b). Hàm thể hiện đường cấp phối hạt được biết đến như thể hiện đặc tính ẩm (hay đường cong giữ nước trong trường hợp đất khô). Ví dụ đường đặc tính ẩm đại biểu cho các kiểu đất khác nhau được thể hiện trong hình 6.2. Hình dạng của các đường cong liên quan đến sự phân loại kích thước hạt đất hay các lỗ rỗng trong đất (Bouma, 1977). Nói chung đất có chứa nhiều cát thì đường cong cấp phối hạt - đường cong giữ ẩm cong hơn rất nhiều so với đất có nhiều thành phần sét. Đất có sét kích thước các lỗ rỗng bị thu nhỏ lại. Ngoài cách phân loại độ rỗng theo độ cong trên còn có cách phân loại độ rỗng theo dốc ổn định của đường cấp phối hạt. Cơ chế của sự giữ lại nước trong đất thay đổi cùng với sự hút bám hạt nước xung quanh hạt đất liên quan đến đường cấp phối hạt. Sự hút bám nước rất thấp nó phụ thuộc vào sức căng bề mặt của lực mao dẫn tác động đầu tiên và sau đây là sự phân chia kích thước lỗ và kết cấu đất liên quan đến sự hút bám. ở những loại đất có sự hút bám cao hơn (lượng ẩm thấp hơn) sự giữ nước tăng sức hút bám và nó bị ảnh hưởng rất lớn bởi kết cấu và bề mặt đặc trưng của vật chất. Vì số các lỗ mịn nhiều lên thì sự hút bám lớn hơn, đất sét có khuynh hướng chứa lượng nước lớn hơn vì sức hút lớn hơn sức hút các loại đất khác. 178 Hình 6.2 Các đặc trưng ẩm trong đất của các loại đất khác nhau (được vẽ lại theo đồ thị gốc bởi Bouma, 1977) Khi mà sức hút nước tăng lên thì tác dụng đầu tiên làm cho đất bão hòa và rất ít nước hoặc không nước có thể được giải phóng. Một sức hút tới hạn chắc chắn phải đạt được trước tiên nhưng không có thể tác động vào những lỗ lớn nhất làm cho nước thoát đi. Điều này được gọi là sự sủi tăm hay là sự tiếp nhận áp suất không khí. Sức hút tới hạn sẽ hiển nhiên lớn hơn đối với loại đất được cấu tạo bời vật chất có kết cấu mịn như là sét so với cho cát thô với kích thước lỗ lớn nhất. Tuy nhiên, trong những năm gần đây thường chọn đất có kích thước lỗ ổn định hơn nên đặc tính ẩm của chúng có thể thể hiện hiện tượng tiếp nhận không khí rõ ràng hơn trong các đất có kết cấu mịn. Sự hút tới hạn thực tế phụ thuộc vào đường dẫn vào các lỗ và thay đổi nghịch đảo với bán kính lỗ nghĩa là phụ thuộc vào đặc tính ẩm, khả năng chứa nước đặc trưng hay khả năng chứa nước riêng biệt của các lỗ và nó thường cho biết các lỗ có ảnh hưởng tới sự phân chia kích thước lỗ của đất. Nếu sức hút dần dần tăng lên khi đường kính của một mẫu đất nhỏ, thì thể tích nước rút khỏi từ các mẫu cũng gia tăng một lượng tương ứng. Sức hút hiện có trong thể tích chiếm giữ bởi các lỗ này phụ thuộc vào đường kính của các lỗ và quyết định phạm vi của sức hút. Trong quá trình đánh giá sức hút phải luôn nhớ rằng ở những sức hút lớn hơn thì sự hút bám khá hơn, các lực căng bề mặt có thể chiếm ưu thế hơn và hướng dòng chảy thường quanh co qua môi trường đất. Một mẫu đất có chứa đầy nước bao gồm các lỗ lớn và những lỗ nhỏ hơn, sự thoát nước trong mẫu đất này được thực hiện theo thứ tự không khí và nước được thoát qua các lỗ lớn. Nước trong các lỗ nhỏ thoát sau cùng. Hiện tượng này có thể xảy ra thường xuyên trong đặc tính của nước trong đất với sức hút thấp (Corey, 1977). Bouma (1977) đã lưu ý rằng sự tương ứng giữa sự phân loại kích thước lỗ có ảnh hưởng tới sức hút nước và sự phân loại kích thước các lỗ đạt được bởi phép phân tích hình thái học vi mô của lỗ liên quan đến sức hút. Điều này cho kết quả tốt hơn việc sử dụng phân tích đặc tính ẩm thu được từ mẫu đất bị ẩm ướt hay từ một mẫu khô hơn. 6.3.3. Hiện tượng trễ Một sự giới hạn chủ yếu để sử dụng những đường cong đặc tính ẩm trong đất là 179 lượng nước ở một sức hút nhất định phụ thuộc không chỉ vào giá trị đó của sức ẩm mà còn phụ thuộc vào cả lượng ẩm được ghi trong lịch sử của đất. Sự hút ẩm sẽ lớn hơn cho đất khô hạn so với đất ẩm ướt (hình 6.3). Sự hút ẩm phụ thuộc vào trạng thái trước của nước trong đất dẫn tới các điều kiện cân bằng hiện trạng ẩm và được gọi là hiện tượng trễ. Những lỗ còn rỗng thì sự hút nước sẽ lớn hơn những lỗ đầy và sự khác biệt này phần lớn được thể hiện rõ ở những loại đất có sự hút thấp và những loại đất có cấu trúc thô. Hiện tượng trễ được cho là do một số các nhân tố ảnh hưởng bao gồm sự phức tạp của không gian lỗ hình học, áp suất, độ ẩm của không khí trong lỗ, sự co lại và sự phồng ra của gradient nhiệt (Feddes cùng cộng sự, 1988). Hai nguyên nhân quan trọng của hiện tượng trễ là ảnh hưởng của nước mao dẫn và ảnh hưởng của ‘góc tiếp xúc’ (Bever cùng cộng sự, 1972; bear và Verruijk, 1987). Cả hai đều phụ thuộc vào sự vận động của hơi nước trong các lỗ. Các kết quả trước đây từ thực tế cho thấy sự hút lớn hơn cho phép không khí đi vào những cổ lỗ hẹp và từ đây dẫn tới lỗ khác. Tình trạng ẩm ướt của đất quyết định sự ảnh hưởng đến độ cong của bề mặt không khí – nước ở trong chính bản thân tầng đất có lỗ rộng lớn (Childs, 1969). ảnh h
Tài liệu liên quan