灌溉水之水温pH值及电导度Word文件下载.docx
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（又吐一口，還夾帶一點口水）倒不如小學畢業，給我放牛，走田仔路，現在早就出師了。
”你被無端搶白一段，也覺得阿伯的話也有道理，心想在農工系，混了多年，修了流力，水文總是剔刀邊緣，一時也百感交集，干腸糾結，嘆了一口氣：
“是阿！
難怪孔夫子也說他不知老農。
”，這一來老阿伯反而不好意思，說：
“少年嘿，免怨嘆，讀書人，書讀卡多，將來娶太太卡水喔！
卡有錢喔！
”，少年仔一聽頭垂的更低了，突然他注意到阿伯的赤腳上都是泥巴，好像在記憶中每一個農夫腿上的泥巴都是在類似的高度，為什麼不會高到大腿以上，或低到腳裸以下？
於是少年仔問阿伯，這一下阿伯也口吃起來：
“這，…，這，…這，好像水田淹了一、二個月，表土就是這樣濕濕黏黏的，但是下面就是乾乾硬硬的，就是七月颱風雨水，大的可以淹死躲在田角的老賴蛤蟆，底下的土還是乾乾的，是啊？
種子一輩子的田，也沒有想過這事的理由。
”“阿伯，你聽過達西（Darcy）嗎？
”“沒有啊，是不是外國品種的水牛？
”“不是啦！
是一位科學家，他的理論可以帶你解釋，請聽下去……。
”
假設水田長期在固定水深（H）的覆蓋下，水流入滲速率（或是達西通量），q，已經達到穩定狀態（steadystate），dq／dt＝0，水田假設為一不均勻的結構－層狀（Layered）土壤，這時候可分幾種狀況討論之：
1.兩層土壤皆達飽合
hg1=h1+h2,hp1=hhT1=h1+h2+H
h1K1黏土層
hg2=h2,hp2=xhT2=h2+x
h2K2沙土層
R.L.地下水hg3=0hp3=0hT3=0+0=0
（因為地下水）
層飽和
Darcyflux在黏土層的表示，根據Darcy’s公式為
（1）
又Darcy’sflux在沙土層為
（2）
因為是steadystate，故q1＝q2＝q，
（1）＝
（2）
由
（1）知
（3）
或（3）式改寫為
（4）
由（4）知hp2介於黏土與沙土中間，其值祗受黏土層影響，而與沙土層的特性無關。
將（4）代入
（2）
（5）
或（5）式改寫為
（6）
（7）
（8）
（8）式為雙層不均勻土壤飽和狀況下的達西式子。
假設黏土層k1=0.01cm/hr，h1=15cm，水深1cm，沙土層k2=10cm/hr，h2=100cm，故q為
q值代入（4）式得
由q=－0.0768cm/hr，知，q在一非均勻的雙層土壤，其值主要控制在表土黏土層的k值。
這裡可以澄清一些錯誤的觀念，有人認為加深淹灌水深（H），可以大大提高入滲率，q，好像利用正水壓把水壓入土中，利如把H提高為20cm（增加20倍），結果q=－0.0894cm/hr（才增加0.16倍），所以要用土壤來自淨污水，表層提防黏土層，不然大部份的水，將成漫地流而流失。
有人認為減少表土層的深度，也可以提高入滲速率，如把h1減少為1cm（減少15倍），結果q=－1.055cm/hr（增加13倍），離沙土層的飽和K值＝10cm/hr仍差很多，所以控制q的不是表黏土層的深度（h1）而是其k1值（hydranlicconductivity）。
另由於hp2＝－99.23cm（＜0）非飽和，得出一個一般人想像不到的現象，就是表黏土層表面長期的淹灌水分，而且地下層可能有一正水壓，使的水流到地下水，結果在土層界面有負水壓（negativesoilwaterpressure）存在，是非飽合的，難怪15cm表土層的黏土層水田，種田阿伯的腳上污土深不會超過15cm長，也難怪他以為腳下仍有一層乾硬的黏土。
這種現象，對水田的白鷺鷥非常重要，使的牠在起飛時，腳可以向後踢，有層硬土有足夠的摩擦力。
如果改變表土層為沙土層，底土層為黏土層，則q值更小
而有意思的是
可見此時兩層中間為飽合，這種地方，就是“流沙”，因為人陷下去沒有一塊乾地使他有足夠摩擦力向前移動，祗好身體因重力而緩慢下沈。
農機開入這移土地也無法移動，所以必須在土壤乾燥時，用耙子耕的15公分深，地那層細質地的土壤翻到表土來，這是我用很簡單的Darcy公式告訴老伯田裡為什麼要經常翻田的理由。
（如果一塊農田拿來處理污水，也必須定期曬田、翻田）。
老伯聽到此，大為讚嘆，差一點把一口檳榔汁給吞到肚子裡說：
“少年仔，我看你讀書是有點用，有來歷，好！
明年我也讓我那放牛的黑仔去投考你那什麼農業…工程…的研究所，今晚先來我家吃豬腳飯吧！
對了，你真的確定達西不是新品種的外國水牛”。
由此可知翻田是土壤復原重要的措施。
再把問題探討深入一點。
2.如何在雙層土壤中，產生飽和層與非飽和層。
並且使的表土層是飽和，深土層是非飽和，其中間界面hp2＝0，為飽和
H
hg1=h1+h2,hp1=H,hT1=h1+h2+H
sath1K1
hg2=h2,hp2=0,hT2=h2
h2K2
unsat
R.Lhg3=0,hp3=0hT3=0
（9）
（10）
由（10）知，此時非飽和流在深土層為Darcy’sflux是該土層的導水係數k2，此k2亦可表示為土壤含水量的函數k2（θ）。
如果深土層為非飽和，那表示|q2|＞|q1|即在深土層的Darcy’sflux大於表土層的Darcy’sflux。
所以表土層無法提供足夠的水，供深土層形成飽和，故由（9）與（10）知
（11）
或是
（12）
（12）式說明，，即產生非飽和含水層於深土層，且
使界面為飽和，是控制在水深（H），亦即需要不能太大的水深，而且k2（θ）＞k1，由此知表土層必須是黏土層才有很小的k1值存在，而深土層必須是粗質地，在近飽和的非飽和狀態才有較大的k2（θ），因為在非飽合時Darcy’svelocity極顯著的降低，為防止地下水受污染，必須保持深土層是非飽和流，如何保持呢？
即在表土層舖黏土層，使的k1很小，其理論根據即在（12）式，舖多深（h1）呢？
必須依H（即污染水深）與k2
值而定，一般H愈大，所舖h1需愈大，如果，那為了保
持黏土層的防止污染，且使的深土層非飽和，必須在界面有排水口，使的hp2=0，由此我們可以知道，何時需埋排水管。
又（12）式表明H與h2無關，即與地下水位多深無關，這表示一個很多人犯的工程錯誤，以為地下水位愈深（h2愈大），可以安心使用較大的H來漏污水，所以以為污水槽放在地下水位很深的地方
表土上較安全，其實錯了，有沒有污染依看k2（θ），而那與H有關，而非h2。
由（12）可以簡化為
（13）
（14）
在（14）式兩邊＋h2，
或
故
（15）
由（8）與（10）式知
｜q2｜＞｜q｜（16）
又｜q1｜＜｜q｜（17）
因為由（9）式知，若（17）成立，必須
（18）
（18）式可以化簡為
（19）
（20）
（21）
因為（9）式
（22）
因為（10）式代入（22）式知
（23）
故（17）式得証！
由（16）與（17）知
｜q2｜＞｜q｜＞｜q1｜（24）
3.如何在雙層土壤中，使得表土層與深土層之界面為非飽和，而且深土層也非飽和。
sathg1=h1+h2,hp1=HhT1=H+h1+h2
h1
unsathg2=h2,hp2=-hchT2=h2-hc
h2
此hc為正值，所以hp2為負值，表明是在非飽合狀態下（於界面）。
（25）
由（24）知
（26）
（27）
因為hc為正值，所以hc愈大，即界面層愈乾，H需愈小，界面層愈乾，flux愈小，污染愈少影響及地下水。
假若污染外洩係如滴點那麼少，則H»
或
（28）
因為k1>
>
k2（表土很黏，或舖上瀝青、柏油）
所以hc>
h2（29）
那麼hc就與地下水深度（h2）有關了，即地下水愈深，h2愈大表土層的飽和層就愈少，而界面愈乾，污染入滲就愈緩慢了。
所以地下水深度有無影響，需視hp2（界面水壓）而定，其次才是H。
由此可知，讓空氣在那一個深度進入土壤，可以控制土壤污染的速度，或地下水污染的速度。
土壤污染取合理論
溶質（solute）的移動，在土壤或是地下水的孔隙介質層間，是有趣且複雜的研究：
農藝學家由此來推導土壤中N.P.K在植物根系層間的移動，與吸收，環境學家由此來憑估NO3-可能在土壤間的下滲，以致對於地下水的污染，農化學者由此來推測土壤的鹽鹼化與所需的淋洗；
另外近代有關污染質如有機殺草劑、重金屬、有機油碳羥類、放射性的元素等在土壤、淤泥、地下水，植物體中之移動都是深受注重的研究題目。
影響溶質移動的因子很多：
有物理方面的，一即ConvectiveTransport（或稱為MassFlow），此solute隨著DarcyFlux而移動，此時solute的運輸則受導水係數K（θ）所影響，可用傳統的Darcy’s式來表示；
另一即為DiffusionTransport，即solute的運輸也受濃度差所影響，是solute分子的擴散移動，不具方向性，純為Randomwalk，此時的運輸可用Ficker’slaw描述之，且由Ds（DiffusionCoef.）擴散係數來表示該溶質的擴散特性；
另一為HydrodynamicDispersion，是一種Microscopic流體行為，是特別指著流體流過固體的表面，因為shearstress，使的流體在接近固體表面的流動速率緩慢，所以溶質的傳播緩慢，反之在較遠離固體表面的流速較快，則溶質的傳導也較快，其傳導的特性，亦由一係數Dn示之，Dn稱為Dispersioncoef。
影響溶質的移動，有化學方面的，在土壤方面稱為physiocochemicalsystem，這包括離子的置換，吸附，沈澱，溶解，與揮發。
影響溶質的移動尚有生物方面的影響，如植物對於溶質的吸附，微生物的吸收或分解、轉化。
最後尚有外界環境的影響：
如溫度，土壤的pH值，土壤的氣化與還原電位，溶質的不同組成分，溶質的濃度等。
溶質的ConvectiveTransport
這是假設溶質完全隨著Darch水流移動，所以溶質的convectiveflux，Jc為溶質濃度，C，乘以Darcy’sFlux，q，
K,HT,z，負號在前面幾章，皆解釋過了。
Jc的定義為單位時間，與面積，所流過的溶質量。
q亦可表示為
q＝θ‧（2
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