基本信息
书名:土壤电学
：30.00元
售价：20.4元,便宜9.6元,折扣68
作者:李良福
出版社：气象出版社
出版日期：2008-02-01
ISBN：9787502944513
字数：
页码：140
版次：1
装帧：平装
开本：16开
商品重量：0.4kg
编辑推荐
内容提要
《土壤电学》是作者根据国家科技部基础条件平台工作项目 一“雷电防护标准体系建设的关键技术研究”项目、重庆市科技攻关计划项目——“重庆轻轨防雷技术研究”项目、中国气象局雷电监测系统建设项目——“土壤电导远程自动监测站示范项目”和“气象因素对土壤电导性影响的机理研究”课题等研究成果，并参考国内有关土壤学、电学、电化学、电腐蚀学和雷电科学与防护技术以及接地技术等在土壤电学方面的应用成果和研究资料编著而成。全书共分七章，分别论述了土壤电学产生的背景、土壤电学的科学内涵、土壤的产生与分布、土壤的主要物理化学特性、土壤电化学、土壤电腐蚀学、土壤电导学和土壤电导远程自动监测系统，揭示了土壤中的电化学现象、电腐蚀现象、土壤电导现象的本质，为土壤的合理利用和改良、建设项目雷击风险评估、防雷工程设计与施工、大型地下金属设施的防腐工程设计与施工、开展精细农业研究以及改善土壤电阻率增强土壤电导性、加强土壤环境保护等提供科学依据。
目录
作者介绍
文摘
序言
《土壤电学》是一部深刻探讨土壤作为一种多相介质的物理性质，特别是其电学特性及其对环境过程影响的专著。本书旨在为读者构建一个关于土壤电学现象的全面而系统的认知框架，从基础理论到实际应用，层层深入，力求严谨而清晰。 第一部分：土壤电学基础理论 本部分是全书的基石，致力于梳理土壤电学的基本概念、形成机理以及影响因素。 第一章：土壤的基本构成与介电特性： 土壤的微观结构与宏观性质： 详细阐述土壤由矿物颗粒、有机质、水和空气等多种组分构成，这些组分在空间上的分布和相互作用，决定了土壤的宏观物理化学性质。我们将重点关注土壤的孔隙结构、质地（砂、粉、黏粒比例）和紧实度等，它们是影响水分和离子迁移，进而影响电学行为的关键因素。 电的基本概念回顾： 简要回顾电荷、电场、电流、电压、电阻、电导率等基本电学概念，为理解土壤中的电学现象奠定基础。 土壤的介电常数： 深入探讨土壤的介电常数，这是土壤介质对电场响应能力的重要指标。我们将分析土壤水分含量、土壤温度、土壤矿物成分以及有机质含量如何协同作用，影响土壤的介电常数。特别强调土壤水分是影响介电常数的最显著因素，并解释其物理机制。 土壤的导电机制： 详细解析土壤的导电过程。土壤的导电主要依赖于其中可移动的离子，这些离子来源于土壤溶液中的溶解盐类以及土壤胶体（特别是黏粒和腐殖质）表面的可交换离子。我们将区分固相导电（主要发生在矿物颗粒表面）和液相导电（主要发生在土壤溶液中），并分析它们的相对重要性。 土壤电阻率与电导率： 定义土壤电阻率和电导率，并阐述它们之间的倒数关系。我们将详细分析影响土壤电导率的关键因素，包括但不限于：土壤水分含量、土壤溶液的离子浓度和类型（如Cl⁻, SO₄²⁻, Na⁺, K⁺等）、土壤温度、土壤pH值、土壤质地和结构。例如，高含水量和高盐度土壤通常具有较高的电导率，而干燥、贫瘠的土壤电导率则较低。 土壤中电荷的产生与迁移： 探讨土壤中电荷产生（如胶体带电、离子解离）和迁移（如表面导电、本体导电、电渗、电扩散）的物理过程。这将为理解土壤电学现象背后的微观机制提供支持。 第二章：土壤电学的理论模型与测量方法： 土壤电导率的理论模型： 介绍几种经典的土壤电导率预测模型，如Winsauer模型、SR模型等，并分析它们的适用条件和局限性。我们将探讨如何将土壤的微观结构参数（如孔隙度、比表面积）与宏观电学参数联系起来。 影响土壤电导率的微观过程： 深入分析土壤溶液的电化学性质，包括离子强度、离子迁移率、电解质平衡等，以及土壤颗粒表面电化学（如双电层结构、表面电荷密度、表面电位），这些微观过程如何最终宏观地表现为土壤的整体电导率。 土壤电容的形成与影响： 探讨土壤中的电容效应，这主要与土壤颗粒表面形成的电双层以及土壤介质的极化有关。我们将分析土壤水分、离子种类和浓度等因素如何影响土壤的电容。 土壤电学参数的测量技术： 全面介绍土壤电学参数（如电导率、电阻率、介电常数）的常用测量仪器和方法。包括： 四电极法/两电极法： 详细讲解这两种经典测量方法的原理、仪器结构、操作步骤，以及它们在不同土壤条件下的优缺点（如电极极化、接触电阻的影响）。 时域反射仪 (TDR) 和频域反射仪 (FDR)： 重点介绍TDR和FDR技术，它们是目前测量土壤水分和介电常数的主流技术。我们将深入解析其测量原理，即通过测量电磁波在土壤中的传播速度来推算土壤的介电常数，进而计算土壤水分。同时，也会探讨这些技术在土壤电导率测量中的应用。 高频电容测量法： 介绍利用高频电磁场测量土壤电容的技术，并分析其在评估土壤介电特性方面的优势。 电位差法和电势法： 简述这些用于测量土壤中电场分布和电势差异的方法。 实验设计与数据处理： 提供土壤电学实验设计的基本原则，包括采样方法、重复性、对照组设置等。同时，介绍常用的数据处理和统计分析方法，以确保实验结果的可靠性和准确性。 第二部分：土壤电学现象及其影响因素 本部分将聚焦于土壤电学特性在不同环境条件下的表现，以及与其紧密相关的多种环境因素。 第三章：土壤水分对电学特性的影响： 水分含量与土壤介电常数/电导率的非线性关系： 详细分析土壤水分含量是影响土壤电学性质的最主要因素。我们将在本章中建立土壤水分含量与介电常数及电导率之间的精确数学关系，并给出不同土壤类型下的实测曲线。 土壤水分状态（自由水、结合水）的影响： 区分土壤中不同形态的水（如自由水、吸附水、结晶水），并分析它们在介电特性和导电性上的差异。 水分迁移与电学参数动态变化： 探讨土壤水分的动态变化（如蒸发、渗透、灌溉）如何导致土壤电学参数随时间发生变化，以及这种变化速率的预测。 测量土壤水分的电学方法： 再次强调TDR和FDR等技术在实时监测土壤水分方面的强大能力，并提供具体的应用案例。 第四章：土壤盐分与离子环境对电学特性的影响： 土壤溶液的电导率与土壤总电导率的关系： 深入探讨土壤溶液中的电解质浓度和成分如何直接决定土壤的电导率。我们将分析不同盐分类型（如氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐）及其阳离子（如Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺）对土壤电导率的影响。 盐分分布与空间变异性： 研究土壤中盐分的空间分布（如浅层积盐、深层排盐）如何导致土壤电学参数的空间差异，以及这种差异的形成机理。 离子交换与表面电导： 详细阐述土壤胶体表面发生的离子交换现象，以及吸附在土壤颗粒表面的可交换阳离子如何贡献于土壤的电导率，特别是影响表面电导的比例。 土壤EC（电导率）作为盐分指示： 重点阐述土壤电导率（EC值）是衡量土壤盐渍化程度的关键指标，并提供不同EC值对应的土壤盐渍化等级标准。 第五章：土壤温度、pH值及其他环境因素的影响： 土壤温度对电学参数的影响： 分析土壤温度如何通过影响离子迁移率、水分蒸发以及介质的介电性质来改变土壤的电导率和介电常数。我们将提供温度修正系数，以便在不同温度下进行数据比较。 土壤pH值与土壤电荷特性： 探讨土壤pH值如何影响土壤胶体的表面电荷密度，进而影响离子吸附和表面电导，以及土壤缓冲能力对电学特性的间接影响。 土壤有机质的影响： 分析土壤有机质的含量和性质（如腐殖质的官能团）如何影响土壤的离子吸附能力、保水能力以及其自身的导电性，从而影响土壤的整体电学参数。 土壤结构与孔隙度： 解释土壤的结构（如团聚体稳定性）和孔隙度如何影响水分和离子的迁移路径，以及由此带来的土壤电学参数的宏观表现差异。 第三部分：土壤电学在环境科学与工程中的应用 本部分将重点介绍土壤电学理论和测量技术在解决实际环境问题中的应用。 第六章：土壤水分监测与管理： 精准农业中的应用： 详细阐述如何利用土壤电学测量技术（特别是TDR/FDR）实现对农田土壤水分的实时、原位监测，为制定科学的灌溉策略提供数据支持，节约水资源，提高作物产量。 遥感与GIS在土壤水分监测中的整合： 探讨如何结合土壤电学测量数据与遥感技术（如卫星图像、无人机影像），建立土壤水分空间变异性的预测模型。 干旱与洪涝灾害的早期预警： 分析土壤电学参数异常变化在监测和预警干旱或洪涝灾害中的作用。 第七章：土壤盐渍化监测与改良： 土壤盐渍化程度的快速评估： 阐述利用土壤电导率（EC）测量作为一种简单、经济、快速的方法，对大面积区域的土壤盐渍化程度进行普查和监测。 盐碱地改良的效果评价： 分析如何通过监测土壤EC值变化，评估各种土壤改良措施（如淋洗、施用改良剂、种植耐盐作物）的效果。 盐分监测网络建设： 介绍如何建立土壤盐分监测网络，为区域性盐渍化防治提供长期数据支持。 第八章：土壤污染与修复的电学监测： 重金属污染的电学指示： 探讨重金属离子在土壤中的吸附和迁移行为如何影响土壤的电学参数，以及利用电学方法进行重金属污染的初步筛查和监测。 有机污染物迁移的电学关联： 分析有机污染物在土壤中的吸附、络合以及与土壤颗粒的相互作用，这些过程如何间接影响土壤电学参数，并辅助判断污染物的分布和迁移趋势。 电动力学修复技术： 详细介绍电动力学修复技术（如电渗析、电迁移）的工作原理，利用土壤的电学特性来实现污染物（如重金属、盐分）的迁移和移除，并阐述电学参数在监测修复过程中的作用。 第九章：其他应用领域： 地下水探测与土壤性质研究： 简要介绍土壤电学参数在地下水埋深、土壤导水性预测等方面的应用。 地质勘探与工程应用： 提及土壤电学在电法勘探、岩土工程中的一些初步应用。 遥感土壤水分与电导率反演： 拓展讨论利用遥感数据反演大范围土壤水分和电导率的研究进展。 总结与展望： 《土壤电学》一书通过理论与实践相结合，从微观到宏观，系统地阐述了土壤电学的基础知识、影响因素以及在环境科学、农业生产等领域的广泛应用。本书不仅为相关领域的科研人员、工程师和研究生提供了重要的理论指导和技术参考，也为农学、环境科学、水利工程等专业的学生提供了深入学习土壤物理化学性质的绝佳教材。未来，随着传感器技术和数据处理能力的不断提升，土壤电学在精准农业、智慧水务、环境监测等领域的应用前景将更加广阔。 本书的每一个章节都力求内容翔实，案例丰富，图文并茂，旨在帮助读者深刻理解土壤电学这一重要学科的精髓。
这本书的书名是《土壤电学》，我非常期待这本书能为我打开一扇了解土壤奥秘的新视角。作为一名对自然科学充满好奇心的普通读者，我一直对土壤这个日常又神秘的存在感到着迷。我们都知道土壤是生命的基石，滋养着万物生长，但它究竟是如何运作的？它的内部到底隐藏着怎样的物理和化学过程？《土壤电学》这个书名一下子就抓住了我的注意力，它似乎指向了一种我从未深入思考过的土壤特性——电学性质。 我很好奇，土壤的电学性质究竟指的是什么？是土壤中的离子迁移？还是土壤颗粒之间的电荷分布？这本书会不会解释，不同类型的土壤，比如沙土、黏土、有机土，在电学特性上有什么显著的差异？这些差异又会如何影响土壤的肥力、水分保持能力，甚至是土壤微生物的生态环境？我期待这本书能够用通俗易懂的语言，结合生动的例子，为我揭示土壤电学在农业生产中的实际应用，比如如何通过测量土壤的电学参数来判断土壤的健康状况，如何优化灌溉和施肥策略，甚至是如何监测土壤污染。这听起来就像是在为土壤“把脉”，用一种前沿的科学方法来理解和守护我们赖以生存的土壤。