隨著近年來土(tu)(tu)壤污染(ran)(ran)的(de)頻發(fa)，表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)(xing)劑作為一種常用(yong)淋(lin)洗劑，因其少(shao)量(liang)高(gao)(gao)效(xiao)的(de)修(xiu)復(fu)效(xiao)果，在污染(ran)(ran)土(tu)(tu)壤淋(lin)洗修(xiu)復(fu)技術中(zhong)得到了(le)越(yue)來越(yue)廣泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)(xing)劑的(de)加(jia)入在顯(xian)著改(gai)(gai)善土(tu)(tu)體性(xing)(xing)(xing)質的(de)同(tong)時，也使水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)氣—液界面(mian)張力(li)(li)(li)（表(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li)(li)）發(fa)生(sheng)了(le)明顯(xian)變化(hua)，在利用(yong)表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)(xing)劑對土(tu)(tu)壤進行改(gai)(gai)性(xing)(xing)(xing)時，少(shao)量(liang)的(de)表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)(xing)劑就(jiu)會大幅降低水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)表(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li)(li)。另一方(fang)面(mian)，再(zai)生(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)灌溉(gai)在水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源緊缺的(de)地區(qu)有普及的(de)趨(qu)勢，它(ta)能(neng)很(hen)好地解決區(qu)域水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源短缺的(de)問題(ti)，再(zai)生(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)多種元素還能(neng)提高(gao)(gao)農(nong)業產量(liang)。但再(zai)生(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)會含有污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)未被處理完凈的(de)有機物質，有研(yan)究(jiu)發(fa)現，有機化(hua)合物加(jia)入水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)也會改(gai)(gai)變水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)表(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li)(li)。再(zai)生(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)灌溉(gai)后土(tu)(tu)壤中(zhong)混入的(de)有機物會改(gai)(gai)變土(tu)(tu)壤的(de)力(li)(li)(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)質，對土(tu)(tu)壤的(de)物理性(xing)(xing)(xing)質造成影響。

由此(ci)可見(jian)，表(biao)面(mian)(mian)活性劑和有機化合物的加入會使孔(kong)隙水的表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力發(fa)生(sheng)明顯(xian)變(bian)(bian)化，而界面(mian)(mian)特(te)性的三大(da)方(fang)程，即Young方(fang)程、Laplace方(fang)程和Kelvin方(fang)程均與表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力有關(guan),表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力改變(bian)(bian)會使得表(biao)層(ceng)土(tu)壤(rang)的力學性質發(fa)生(sheng)變(bian)(bian)化，而表(biao)層(ceng)土(tu)壤(rang)最(zui)顯(xian)著的特(te)性就是收縮開裂，因此(ci)，表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力的變(bian)(bian)化勢必會對(dui)土(tu)壤(rang)的收縮開裂造成影響。

不同表面張力下土壤(rang)收縮開裂裂隙度

考(kao)慮到自然環(huan)(huan)境(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)復雜多(duo)變(bian)(bian)性，土(tu)(tu)(tu)體一般要經歷多(duo)次干(gan)(gan)濕循環(huan)(huan)。干(gan)(gan)濕循環(huan)(huan)會(hui)引(yin)(yin)起(qi)土(tu)(tu)(tu)—水(shui)(shui)特(te)征曲線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)滯(zhi)回效應(ying)(ying)，在(zai)相(xiang)(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含水(shui)(shui)率(lv)條件下(xia)(xia)(xia)，吸(xi)(xi)濕和(he)(he)脫濕所對(dui)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)(xi)力(li)(li)(li)(li)不盡相(xiang)(xiang)同，而(er)(er)導致干(gan)(gan)濕循環(huan)(huan)滯(zhi)回效應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一個最重要因素就是接(jie)(jie)觸角的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)(bian)。在(zai)球體顆(ke)粒模型基(ji)(ji)礎上提出了張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)吸(xi)(xi)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)概念，分(fen)析了基(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)(xi)力(li)(li)(li)(li)與張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)吸(xi)(xi)力(li)(li)(li)(li)隨接(jie)(jie)觸角變(bian)(bian)化規(gui)律(lv)，并從(cong)理(li)論(lun)上合理(li)地解(jie)釋了“隨著土(tu)(tu)(tu)變(bian)(bian)干(gan)(gan)，飽和(he)(he)度對(dui)土(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度作用減弱”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試驗現(xian)象；對(dui)吸(xi)(xi)濕與脫濕過程中(zhong)引(yin)(yin)起(qi)非飽和(he)(he)土(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)土(tu)(tu)(tu)—水(shui)(shui)特(te)征曲線(xian)滯(zhi)后性質(zhi)進行機制分(fen)析，認為(wei)接(jie)(jie)觸角的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)異是造成土(tu)(tu)(tu)—水(shui)(shui)特(te)征曲線(xian)滯(zhi)后效應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要原(yuan)因，而(er)(er)接(jie)(jie)觸角與表(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)又是密不可分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)在(zai)脫濕過程中(zhong)，含水(shui)(shui)率(lv)不斷降低，連接(jie)(jie)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)顆(ke)粒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)橋體積(ji)減少，基(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)(xi)力(li)(li)(li)(li)變(bian)(bian)大，當達到土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)開裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)臨界基(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)(xi)力(li)(li)(li)(li)時(shi)，土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)顆(ke)粒間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)橋將破(po)裂(lie)(lie)(lie)(lie)，從(cong)而(er)(er)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)產生裂(lie)(lie)(lie)(lie)隙。從(cong)細(xi)觀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角度來(lai)看，土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)(xi)力(li)(li)(li)(li)是由液(ye)(ye)橋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)所引(yin)(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，表(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)(bian)會(hui)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)液(ye)(ye)橋斷裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)程度和(he)(he)時(shi)間點，從(cong)而(er)(er)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)干(gan)(gan)濕循環(huan)(huan)條件下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)收(shou)縮(suo)開裂(lie)(lie)(lie)(lie)特(te)性。土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)收(shou)縮(suo)開裂(lie)(lie)(lie)(lie)破(po)壞(huai)了土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)原(yuan)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)，會(hui)引(yin)(yin)發優先流，而(er)(er)裂(lie)(lie)(lie)(lie)隙則(ze)會(hui)成為(wei)灌(guan)溉水(shui)(shui)和(he)(he)雨水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優先路徑(jing)；收(shou)縮(suo)開裂(lie)(lie)(lie)(lie)還會(hui)改變(bian)(bian)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)水(shui)(shui)分(fen)和(he)(he)養分(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)正常運移，嚴重則(ze)會(hui)造成地下(xia)(xia)(xia)水(shui)(shui)污染(ran)、阻礙農業灌(guan)溉、影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)農業產量等問(wen)題(ti)。隨著全球環(huan)(huan)境(jing)變(bian)(bian)化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)，土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)和(he)(he)水(shui)(shui)污染(ran)問(wen)題(ti)會(hui)越來(lai)越多(duo)，越來(lai)越典(dian)型。表(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)對(dui)水(shui)(shui)—氣界面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)明顯，可以(yi)肯定對(dui)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)開裂(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性質(zhi)也有(you)重要影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)，因此(ci)，有(you)必要從(cong)表(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角度對(dui)干(gan)(gan)濕循環(huan)(huan)下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)收(shou)縮(suo)開裂(lie)(lie)(lie)(lie)特(te)性進行深(shen)入研究，對(dui)農業灌(guan)溉和(he)(he)環(huan)(huan)境(jing)保護方面(mian)也將具有(you)重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理(li)論(lun)和(he)(he)實際指導意義。

在(zai)(zai)兩種控制溫度(du)(du)條件(jian)下(xia)，對(dui)三種孔隙(xi)(xi)(xi)水(shui)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)土(tu)(tu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)開(kai)(kai)(kai)展了一系列的(de)(de)(de)(de)干濕(shi)循環(huan)(huan)試(shi)驗，分(fen)析了溫度(du)(du)和表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)因素對(dui)土(tu)(tu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)隙(xi)(xi)(xi)發育(yu)(yu)過(guo)程及最(zui)終裂(lie)(lie)(lie)(lie)隙(xi)(xi)(xi)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)影響，得(de)到如下(xia)結論(lun)：干濕(shi)循環(huan)(huan)對(dui)土(tu)(tu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)隙(xi)(xi)(xi)發育(yu)(yu)有一定(ding)影響，隨(sui)著干濕(shi)循環(huan)(huan)次(ci)數的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)，試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)最(zui)終裂(lie)(lie)(lie)(lie)隙(xi)(xi)(xi)度(du)(du)有所(suo)增(zeng)加(jia)，但(dan)(dan)增(zeng)長幅度(du)(du)不(bu)(bu)大(da)(da)；干濕(shi)循環(huan)(huan)次(ci)數越(yue)(yue)(yue)(yue)多，相同(tong)含水(shui)率下(xia)對(dui)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)收(shou)(shou)(shou)縮(suo)開(kai)(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)裂(lie)(lie)(lie)(lie)隙(xi)(xi)(xi)度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)(da)；相同(tong)裂(lie)(lie)(lie)(lie)隙(xi)(xi)(xi)度(du)(du)對(dui)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)隨(sui)循環(huan)(huan)次(ci)數增(zeng)多而減小。溫度(du)(du)對(dui)土(tu)(tu)壤(rang)的(de)(de)(de)(de)收(shou)(shou)(shou)縮(suo)開(kai)(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)有直接影響。溫度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)(yue)高，土(tu)(tu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)出現裂(lie)(lie)(lie)(lie)隙(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)初始時(shi)(shi)間(jian)(jian)就越(yue)(yue)(yue)(yue)短，對(dui)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)初始臨界(jie)含水(shui)率也越(yue)(yue)(yue)(yue)高，土(tu)(tu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)收(shou)(shou)(shou)縮(suo)開(kai)(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)發育(yu)(yu)程度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)(yue)高，最(zui)終收(shou)(shou)(shou)縮(suo)開(kai)(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)裂(lie)(lie)(lie)(lie)隙(xi)(xi)(xi)度(du)(du)δ也相應(ying)(ying)越(yue)(yue)(yue)(yue)高。在(zai)(zai)相同(tong)含水(shui)率的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)，高溫環(huan)(huan)境中(zhong)脫(tuo)濕(shi)的(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)面(mian)(mian)(mian)裂(lie)(lie)(lie)(lie)隙(xi)(xi)(xi)發育(yu)(yu)也明顯(xian)增(zeng)加(jia)。表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)對(dui)土(tu)(tu)壤(rang)收(shou)(shou)(shou)縮(suo)開(kai)(kai)(kai)裂(lie)(lie)(lie)(lie)有明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)制約作用。表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)增(zeng)大(da)(da)，會使土(tu)(tu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)曲率半徑變小，從而增(zeng)大(da)(da)基質吸力(li)，間(jian)(jian)接對(dui)土(tu)(tu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)(lie)隙(xi)(xi)(xi)發育(yu)(yu)產生(sheng)影響。土(tu)(tu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)越(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)(da)，其(qi)裂(lie)(lie)(lie)(lie)隙(xi)(xi)(xi)發育(yu)(yu)程度(du)(du)越(yue)(yue)(yue)(yue)高，對(dui)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)最(zui)終δ也就越(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)(da)；表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)越(yue)(yue)(yue)(yue)小的(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)其(qi)最(zui)終δ越(yue)(yue)(yue)(yue)小，但(dan)(dan)在(zai)(zai)土(tu)(tu)樣(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)面(mian)(mian)(mian)裂(lie)(lie)(lie)(lie)隙(xi)(xi)(xi)發展過(guo)程中(zhong)，相同(tong)含水(shui)率或者(zhe)相同(tong)脫(tuo)濕(shi)時(shi)(shi)間(jian)(jian)時(shi)(shi)，表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)小的(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)裂(lie)(lie)(lie)(lie)隙(xi)(xi)(xi)度(du)(du)有可能(neng)高于表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)較大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)。