弥散dispersion

水溶液在土壤中流动时，由于局部流速不同，使流入液中的溶质逐渐混入或分散到原先的溶液中去的过程。又称为机械弥散。它是土壤溶质运移的主要过程之一。
根据普肃叶(Poiseuille)定律，圆形毛细管中运动着的溶液发生层流，管子里溶液的流速v随管子中心径向距离r的增大而降低：

v=2(1-r²/R²)　(1)

式中：为平均流速，R为管子半径。
土壤孔隙分布的不均匀，也是造成和加剧弥散作用的重要原因。根据普肃叶流量公式

Q=πR⁴△P/8ηL　(2)

式中：Q为流量，L为流动距离，△P/L为水压梯度，η为粘滞系数。可见流量与管子半径的四次方成正比，孔隙的微小变化，将导致流速的很大不同，而土壤中孔隙大小的差异可达几个数量级。此外，土壤水分饱和度和浓度梯度等因素也对弥散作用有重要影响。
土壤中溶液流速足够大时，弥散作用将大大超过溶质的扩散，而当溶液接近静止时，则弥散作用也趋于消失。
弥散和扩散的机理不同，但由弥散引起的溶质通量密度Jh可类似地表达为

J_h＝-D_h(v)∂C/∂L　(3)

式中：Dh(v)为弥散系数，它是流速v的函数。已经证明，弥散系数D_h与平均流速之间存在着一定程度的线性关系，即

D_h＝a　(4)

式中：a为经验常数。
由于溶质扩散和弥散的数学表达式相似，而且土壤中两者总是同时发生和难以区分的，因此，通常把扩散系数和弥散系数合并，称为扩散—弥散系数D_sh，它是土壤含水量和平均流速的函数，即

D_sh(θ,)=D_s(θ)+D_h()　(5)

相应地，将扩散作用和弥散作用综合，称为溶质的水动力弥散(hydrodynamic dispersion)，而由其引起在厚度为x的土体中的溶质通量密度JD可表示为