一、课程名称:土壤物理学   

二、课程英文名称：Soil Physics

三、课程编号：ZX0610715

四、课程性质：水利水电类专业的专业选修课

五、学时数、学分数、开课学期

 本课程的学时数为28学时，1.5 学分，在第六学期开课。

六、课程的目的与要求

本课程旨在使员工掌握土壤水分的运动规律以及常用土壤水分物理指标和运动参数的测定方法，为学习有关专业课程打下牢固的基础。

通过本课程的学习，员工应掌握：

（1）土壤的物理组成、土壤质地及分类；

（2）土壤基本物理指标的概念及测定方法；

（3）土壤水分形态和能态的基本理论；

（4）土壤水分运动方程的建立和简单条件下的求解方法；

（5）土壤水分运动数值模拟模型与应用。

七、本课程与其它课程的联系

高等数学、物理学、水力学、计算方法、及计算机技术等课程为学习土壤物理学提供了必需的预备知识，土壤物理学又是灌溉排水工程学等专业课学习必备的基础理论知识。

八、教学方法

本课程采用课堂讲授和实验的教学方法。

九、考核方法

  本课程采用闭卷考试的考核方法。

十、选用教材与参考书目

教材使用郭素珍编《土壤物理学》，内蒙古文化出版社，1998年8月。霍星编《土壤物理学习题集》和《土壤物理学实验指导及实验报告》，bat365在线平台出版自编教材，2003年。

主要参考书目：

（1）雷志栋、杨诗秀、谢森传，《土壤水动力学》，清华大学出版社，1988年10月；

（2）姚贤良 程云生等编著，《土壤物理学》，农业出版社，1986年12月。

十一、教学进程安排表

教学进程安排表

十二、主要教学内容、重点和难点

第一章   土壤物理学的基本概念

一、学习目的

通过本章的学习，使员工掌握土壤物理学的一般概念、基本内容、学习意义、发展概况。本章计划2学时。

二、课程内容

第一节 土壤物理学的基本概念；

 土壤，土壤物理学，基本内容，学习土壤物理学的意义；

第二节 土壤物理学的发展概况；

土壤物理学的起源，发展，现状。

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点

土壤物理学的基本概念与内容。

（二）教学难点

    学习土壤物理学的意义。

（三）教学手段及教学环节

  课堂讲授。

第二章   土壤的组成与基本物理指标

一、学习目的

通过本章的学习，使员工掌握土壤基本物理特性和指标的概念和测定方法。本章计划2学时。

二、课程内容

第一节 土壤颗粒、土壤溶液和土壤空气；

土壤固相，土壤液相，土壤气相

第二节   土壤质地及其分类；

土壤粒级，粒径级配与测定方法，仪器设备，土壤质地及其分类

第三节 土壤的基本物理性质及其物理特性指标的测定。

土壤比重、容重、空隙率、含水率、饱和度、空气容量，测定方法，仪器设备

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点

 土壤基本物理指标的概念与测定方法。

（二）教学难点

  土壤基本物理指标相互关系。

（三）教学手段及教学环节

  课堂教学，实验。

第三章   土壤持水和土壤水的能态

一、学习目的

通过本章的学习，使员工掌握土壤水分的形态理论和能量理论。本章计划6学时。

二、课程内容

第一节 土壤持水机制；

 土壤的形态与能态持水机制理论

第二节   土壤水分的形态分类；

吸湿水，膜状水，毛管水，重力水

第三节   土壤水分的能量状态及其测定；

土水势，土水势分势，土壤吸力，计算和测定方法，仪器设备

第四节   土壤水分特征曲线及其测定；

土壤水分特征曲线的定义，数学模型，影响因素，测定方法

第五节 土壤水分常数及土壤水的有效性。

吸湿系数，凋萎系数，田间持水率，土壤有效水分

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点

土壤水分能量状态及其计算与测定方法

（二）教学难点

土壤水分能量状态的含义。

（三）教学手段及教学环节

     课堂讲授，实验。

第四章 土壤水分运动

一、学习目的

通过本章的学习，使员工掌握土壤水分运动基本方程的建立及简单条件下的求解方法。本章计划16学时

二、课程内容

第一节 达西定律及土壤孔隙对流体传导的影响；

达西定律，土水势梯度，土壤导水率

第二节 土壤水分运动的主要特点及基本微分方程；

土壤水分运动的主要特点，土壤水分基本运动方程的推导，其它形式土壤水分运动方程的推导与特点，土壤水分扩散率

第三节   非饱和流基本微分方程的求解方法；

非饱和流基本微分方程的求解方法概述，一维水平入渗的菲利普解法及计算机实现

第四节   非饱和导水率和扩散率的测定；

非饱和导水率和扩散率的测定原理、方法，主要仪器设备。

第五节 土壤水分运动数值模拟模型与应用。

SWAP模型的理论背景、系统构成、模拟功能，土壤水分运动数值模拟模型模拟演示与应用实例

三、重点、难点提示和教学手段

（一）教学重点

土壤水分运动基本方程的建立及简单条件下的求解方法、非饱和导水率和扩散率的测定方法

（二）教学难点

以位置坐标为因变量的土壤水分运动基本方程推求、土壤水分运动基本方程的菲里普解、非饱和导水率和扩散率的测定原理。

（三）教学手段及教学环节

   课堂教学， 实验课。