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1、土壤電阻率隨土壤溫度及濕度的變化規(guī)律 [摘要]主要影響土壤電阻率的因素為土壤類(lèi)型、孔隙水電導(dǎo)率、含水率、土壤孔隙率與結(jié)構(gòu)特征、溫度等。本文講環(huán)繞什么是土壤電阻率以及土壤電阻率隨著土壤的溫度以及濕度產(chǎn)生變化的規(guī)律進(jìn)行闡述 [關(guān)鍵詞]土壤電阻率；溫度；濕度；影響 中圖分類(lèi)號(hào)：E569文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-914X（2014）22-0356-01 引言 本文分別從土壤電阻率、溫度對(duì)土壤電阻率的影響以及濕度對(duì)土壤電阻率的影響三個(gè)方面入手，從而體現(xiàn)出土壤電阻率隨土壤溫度以及濕度的變化規(guī)律?！ ∫?、土壤結(jié)構(gòu)及其電阻率分析 滲流物理學(xué)中有一種特殊的物體結(jié)構(gòu)形式，它被稱(chēng)之為多孔介質(zhì)。
2、由于當(dāng)前國(guó)際上對(duì)土壤電阻率的分析沒(méi)有制定統(tǒng)一的模型，因此本文選擇引入這種多孔介質(zhì)模型，并運(yùn)用多孔介質(zhì)的模型來(lái)解釋土壤的結(jié)構(gòu)與土壤的導(dǎo)電機(jī)理，多孔介質(zhì)構(gòu)成它這個(gè)物體外形的固體骨架里面是有孔隙的，而孔隙內(nèi)部有大量流體填充。我們可知的土壤導(dǎo)電的方式有兩種：一種是經(jīng)由固體的骨架而導(dǎo)電，另一種就是可以通過(guò)孔隙內(nèi)的流體而產(chǎn)生導(dǎo)電的效應(yīng)。這是因?yàn)橥寥朗且环N非常突出的多孔介質(zhì)，土壤中的腐殖質(zhì)和土壤中的礦物質(zhì)等一系列固體物質(zhì)構(gòu)成的土壤固體骨架，土壤骨架里面有很多大小不一的孔隙，孔隙里面填充有水和空氣。土壤中的礦物質(zhì)是固體骨架組成的的主要成分，因?yàn)橛晁哂辛苁?yīng)，所以表層土壤中的易溶鹽類(lèi)含量較少，而且表層土壤
3、又可以長(zhǎng)期和氧氣接觸，所以金屬會(huì)被氧化成難溶的氧化物，因此表層土壤的骨架物質(zhì)大多數(shù)是電的不良導(dǎo)體。眾所周知，空氣的導(dǎo)電能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水的導(dǎo)電能力，而土壤孔隙中的流體又主要是空氣與水組成的，所以說(shuō)土壤中水的導(dǎo)電性能將對(duì)土壤電阻率起到非常大的影響?！ 〔煌攸c(diǎn)以及不同類(lèi)型的土壤中水的導(dǎo)電能力是存在著很大的差異的，這是因?yàn)樗须娊赓|(zhì)的含量由土壤骨架物質(zhì)的溶解度與電離特性有關(guān)，而土壤中水分主要由地理環(huán)境、地理位置與土壤的保水性能所決定。本文主要目的是分析溫度以及濕度對(duì)土壤電阻率影響的一般規(guī)律，為了簡(jiǎn)化分析過(guò)程，本文假設(shè)土壤的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變化，忽略了水流動(dòng)對(duì)土壤電阻率的影響，并認(rèn)為水在土壤中呈靜止?fàn)?/p>
4、態(tài)?！ 《?、土壤電阻率的獲得 筆者簡(jiǎn)要介紹兩種土壤電阻率的獲得方法。一般的話，土壤電阻率可以通過(guò)等距四極法進(jìn)行測(cè)量，但是一些輸電鐵塔的接地電阻卻不是運(yùn)用過(guò)的這種方法，接地系統(tǒng)占地面積比較小是輸電鐵塔的一大特征，因此我們可以在研究中近似認(rèn)為土壤是均勻的，在這種情況下，運(yùn)用等距四極法進(jìn)行土壤電阻率的測(cè)量就相對(duì)工作量較大了，所以一般是測(cè)量完鐵塔的接地電阻之后，再進(jìn)行反推獲得的。 三、影響土壤電阻率主要因素 第一，土壤電阻率的變化也會(huì)由季節(jié)的變化引起。這是因?yàn)榧竟?jié)的不同，土壤的含水量和溫度也就不同，降雨和冰凍是影響土壤電阻率最明顯的因素。下雨的季節(jié)月份，因?yàn)橛晁畷?huì)滲入底下，地表層土壤的ρ降低，
5、低于深層土壤；在冬季，由于土壤的冰凍作用，地表層土壤的ρ就會(huì)比深層土壤高出許多。這樣，使土壤由原來(lái)的均勻結(jié)構(gòu)變成了分層的不均勻結(jié)構(gòu)，使ρ發(fā)生變化。那些長(zhǎng)期處于冰凍狀態(tài)的凍土的ρ極高，甚至是普通凍土的幾十倍。在東北一些地區(qū)，凍土的厚度在冬季可達(dá)到1.6m。減小土壤電阻率可以采取的主要措施有通過(guò)土壤電阻率的大小直接影響到接地裝置電阻的大小，因而接地電阻越小越好，所以要求土壤電阻率也要越小越好?！ 〉诙寥罍囟群蜐穸葘?duì)于土壤電阻率的影響是非常巨大的，這兩個(gè)因素也是直接或者間接的在不斷影響著土壤電阻率的變化，如果要對(duì)土壤電阻率變化規(guī)律進(jìn)行研究，就需要從這兩個(gè)方面入手。 第三，當(dāng)溫度再下降時(shí)，ρ出
6、現(xiàn)明顯的增大；而溫度從0°C上升時(shí)，ρ僅平穩(wěn)下降?！ ∷?、溫度和土壤電阻率的關(guān)系 以下，我們用一個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明為什么要研究溫度和土壤電阻率的關(guān)系。輸電工程中的“接地極”是輸電工程中的重要設(shè)施，工程實(shí)施中會(huì)長(zhǎng)時(shí)間以單極大地回線方式運(yùn)行，大電流不斷的進(jìn)入接地極再進(jìn)入土地就會(huì)引起接地極周?chē)寥啦粩嗟陌l(fā)熱。由于土壤電阻率是會(huì)隨著溫度及含水量的變化而變化的，而且直接影響地中電流分布、地表電位、跨步電壓以及接地極發(fā)熱的重要因素，由此我們可以得出結(jié)論，研究土壤電阻率隨溫度改變的變化規(guī)律，得到溫度影響土壤電阻率的原理，就有利于接地系統(tǒng)進(jìn)行更全面安全的設(shè)計(jì)?！ 囟扔袃煞N途徑影響土壤電阻率，一種是是當(dāng)溫度低于
7、了零攝氏度時(shí)，土壤中的一部分水凝結(jié)成為些許的冰晶對(duì)土壤電阻率的產(chǎn)生的影響，另一種是外界溫度對(duì)土壤骨架以及孔隙水帶來(lái)的電阻率的影響。我們可以根據(jù)已掌握的物理學(xué)知識(shí)知道，溫度如果降低了，那么固體物質(zhì)的電阻率也將隨之降低，因此土壤的電阻就隨著溫度的降低而降低，這也就是溫度和土壤電阻率變化的關(guān)系?！ ∥?、濕度和土壤電阻率的關(guān)系 和溫度對(duì)于土壤電阻率的影響相似的是，濕度對(duì)于土壤電阻率的影響也是成正比的關(guān)系，也就是說(shuō)，
