第1章 绪论 1
1.1 土壤电学产生的背景 1
1.1.1 经济社会发展对土壤科学提出新需求 1
1.1.2 土壤科学发展促进土壤电学的创新 1
1.1.3 科学技术的快速发展和应用给土壤电学发展带来新机遇 2
1.1.4 学科间深层次的交叉融合成为土壤电学发展的新动力 2
1.2 土壤电学的科学内涵 3
1.2.1 土壤电学的定义及其学科分支 3
1.2.2 土壤电学的研究领域 3
第2章 土壤的基础知识 6
2.1 土壤的形成 6
2.1.1 土壤的概念及其物质组成 6
2.1.2 土壤形成因素 8
2.1.3 土壤发育 13
2.1.4 土壤类型的形成过程 14
2.2 土壤的分类 19
2.2.1 土壤分类的概念 19
2.2.2 土壤分类的意义 19
2.2.3 土壤分类的目的和任务 20
2.2.4 土壤诊断层 20
2.2.5 土壤分类原则 20
2.2.6 土壤分类级别 21
2.2.7 土壤类型 21
2.3 土壤的分布 23
2.3.1 土壤的地带性 23
2.3.2 土壤的地域性 23
2.3.3 土壤基层类别的分布规律 24
2.4 我国土壤区划及土壤类型 24
2.4.1 我国土壤区划 24
2.4.2 我国的主要土壤类型 25
第3章 土壤的主要物理化学性质 26
3.1 土壤的主要物理性质 26
3.1.1 土壤的颗粒特性 26
3.1.2 土壤的结构 28
3.1.3 土壤的温度特性 29
3.1.4 土壤的孔隙特性 29
3.1.5 土壤的相对密度和容重 30
3.2 土壤的主要化学性质 31
3.2.1 土壤矿物质 31
3.2.2 土壤有机质 32
3.2.3 土壤微生物 32
3.2.4 土壤中元素的背景含量 32
3.2.5 土壤的酸碱度 33
3.2.6 土壤的缓冲特性 33
3.2.7 土壤的氧化—还原特性 34
3.3 土壤中的水分与空气特性 34
3.3.1 土壤中的水分特性 34
3.3.2 土壤中的空气特性 39
第4章 土壤电化学 44
4.1 土壤电化学的产生与形成 44
4.2 土壤电化学研究体系的建立 46
4.2.1 引言 46
4.2.2 土壤电荷产生的物质基础及其机理研究 47
4.2.3 土壤胶体表面电荷性质的理论研究 48
4.2.4 土壤胶体表面电荷数量测量研究 50
4.2.5 环境因素对表面电荷性质的影响研究 52
4.2.6 离子与土壤表面的相互作用机理研究 53
4.3 土壤电化学的发展趋势 55
4.3.1 引言 55
4.3.2 土壤电化学基础理论研究 56
4.3.3 土壤电化学性质的长期原位研究 56
第5章 土壤电腐蚀学 57
5.1 土壤电腐蚀防护技术的产生与形成 57
5.2 土壤电腐蚀基本原理 60
5.3 土壤电腐蚀机理 60
5.3.1 土壤宏观原电池腐蚀 61
5.3.2 土壤微观原电池腐蚀 61
5.3.3 异种土壤腐蚀 62
5.3.4 土壤杂散电流腐蚀 64
5.3.5 土壤电腐蚀类型的影响因素 65
5.4 土壤电腐蚀的影响因素 66
5.4.1 土壤电阻率 66
5.4.2 土壤氧化还原电位 67
5.4.3 土壤酸碱性 67
5.4.4 土壤含水率 68
5.4.5 土壤透气性 68
5.4.6 土壤温度 68
5.4.7 土壤含盐量 68
5.4.8 土壤细菌 69
5.4.9 土壤含氧量 70
5.4.10 土壤杂散电流 71
5.5 土壤电腐蚀的防护措施 71
5.5.1 使用高效膨润土降阻防腐剂 71
5.5.2 阴极保护法 71
5.5.3 排流保护 80
5.5.4 涂层保护 81
5.5.5 缓蚀剂保护 82
5.6 土壤电腐蚀研究技术的发展 82
5.6.1 电位测量技术 82
5.6.2 极化技术 83
5.6.3 电化学阻抗谱技术 83
5.6.4 加强基础理论研究 83
第6章 土壤电导学 84
6.1 土壤电导学的产生与形成 84
6.1.1 土壤电导学在接地工程中的应用与发展 84
6.1.2 土壤电导学在“精细农业”中的应用与发展 86
6.1.3 土壤电导学在野外寻矿上的应用与发展 91
6.2 土壤电导理论 91
6.2.1 电导和比电导 92
6.2.2 当量电导和极限当量电导 92
6.2.3 离子淌度 92
6.2.4 Debye-Hǖckelius-Onsager的电导理论 93
6.2.5 高频作用下和强电场中的电导行为 94
6.2.6 溶液浓度与电导率 94
6.2.7 离子强度与电导率 95
6.2.8 溶质势与浓度和电导率 96
6.2.9 溶液电导率的计算公式 97
6.2.10 土壤表观电导率计算公式 97
6.3 土壤电导测量方法 99
6.3.1 引言 99
6.3.2 土壤试样分析法 100
6.3.3 电测深法 101
6.3.4 电磁探测电导方法 107
6.4 改善土壤电导的措施 108
6.4.1 降阻剂 108
6.4.2 电解地极 110
6.4.3 导电水泥 110
6.4.4 接地模块 110
6.4.5 固体降阻剂 111
6.5 影响土壤电阻率的主要因素 111
6.5.1 土壤性质 111
6.5.2 土壤含水量 111
6.5.3 土壤温度 112
6.5.4 土壤物理性质 112
6.5.5 土壤热阻系数 112
6.6 降阻剂的降阻机理 113
6.6.1 降阻剂的理论基础 113
6.6.2 降阻剂的降阻原理 114
6.7 降阻剂的性能 115
6.7.1 降阻剂的良好导电性 115
6.7.2 降阻剂对金属的耐蚀缓蚀性 115
6.7.3 降阻剂的稳定性与长效性 115
6.7.4 降阻剂的冲击特性 116
6.7.5 降阻剂的吸水性和保水性 116
6.7.6 降阻剂的负阻特性 116
6.7.7 降阻剂的环保性 117
6.7.8 降阻剂的工艺性 117
6.8 降阻剂应用技术 117
6.8.1 降阻剂在使用中存在的问题 117
6.8.2 降阻剂的选择技术 118
6.9 土壤降阻技术发展趋势 119
6.9.1 降阻剂的应用前景 119
6.9.2 降阻剂应用开发须解决的技术难题 120
6.9.3 加强基础理论研究 120
第7章 土壤电导远程自动监测系统研究简介 121
7.1 概述 121
7.1.1 土壤电导远程自动监测系统研究意义 121
7.1.2 土壤电阻率远程自动测量系统研发方案 121
7.1.3 土壤电阻率远程自动测量系统野外试验方案 122
7.2 土壤电阻率远程自动测量系统结构 123
7.2.1 土壤电阻率远程自动测量系组成 123
7.2.2 土壤电阻率远程自动测量系统核心部分外观图 124
7.2.3 土壤电阻率远程自动测量系统核心部分结构框图 124
7.2.4 土壤电阻率远程自动测量系统核心部分实物图 125
7.3 土壤电阻率远程自动测量系统功能 125
7.3.1 测试仪 125
7.3.2 数据采集与控制模块 127
7.3.3 GPRS无线传输模块 128
7.3.4 终端控制与显示模块 129
7.4 土壤电阻率远程自动测量系统使用方法 130
7.4.1 使用方法 130
7.4.2 数据处理 131
7.4.3 注意事项 132
7.5 土壤电阻率远程自动测量系统特点 132
7.5.1 数据采集特点 132
7.5.2 数据显示特点 132
7.5.3 数据通讯特点 132
7.5.4 数据的下载特点 132
7.5.5 监测信息收集特点 132
7.5.6 使用特点 133
参考文献 134