水文学原理-第6章 土壤水与下渗
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【上升毛管水】是指土壤中受到地下水源支持并上升到一定高度的 毛管水，即地下水沿着土壤毛管系统上升并保持在土壤中的那一部 分水分（与地下水有直接联系）。
毛
管
上
升
水
土粒
示
意
地下水位 图 2020年2月1日
上升毛 管水达 到最大 时的含 水量为 毛管持 水量
25
毛
②毛管悬着水（有上凹形液面与下 管
凸形液面）
体积 VS
VW
VA
Vf
质量
M S 16
MW
忽略
土体 VT
Mt
土壤孔隙比： 土壤孔隙所占总体积与固体物质所占体积之比
e Vf Va VW
VS
VS
孔隙度（率）：土壤孔隙体积与土壤总体积之比，一般0.3～0.6
n Vf Va VW
VT
VT
项目 土壤颗粒 液态水 空气 孔隙度 土体
体积 VS
下渗过程的阶段划分； 下渗水的垂向分布； 下渗要素； 天然条件下的下渗（难点）
2020年2月1日
2
一、土壤水的存在形式 1、土壤的水理性质 （1）土壤的定义
地球表面具有肥力，能生长植物的疏松表层。（from《环境科 学大辞典》）
成因：由岩石风化和母质的成土过程综合作用下形成的，它由 矿物质、动植物残体腐蚀产生的有机物质以及水分、空气等固、液、 气三相组成；
2020年2月1日
土壤质地
12
粉砂土 （粉土）
壤土 不同粒径 颗粒混合 均匀，透
水性好
土壤质地与地形对应的空间分布
粒径
分布部位
砾石 山区、河漫滩、冲积扇
利用特点 孔隙大，跑水，难耕作
宜用性 林果地
沙粒 冲积平原，沙、荒漠接 孔隙大、透水性强，养分 农耕地
壤区
少，保水保肥性差
粉粒 黄土类土壤含量高
团聚胶结性差，保水保肥 耕性好 力较强，易遭趋势
土壤含水量高于毛管断裂含水量时，土壤水分的有效性可显 著提高，易于被作物吸收利用，是土壤水对作物是否显著有效 的转折点，是灌水的下限。
【田间持水量】：土壤中悬着毛管水达到最大值时的土壤含水量 称为田间持水量。相当于全部的吸湿水、膜状水和悬着毛管水。
（2）薄膜水：吸力6.25 ～ 31个 大气压，性质介于自由水与吸 湿水之间，可溶解盐类， 可传递静水压力。移动速度一
般为0.2～0.4mm／h，可从水膜 厚的土颗粒向水膜薄的土颗粒 迁移，可被植物吸收一部分， 但不能满足植物需要
土 粒
202膜0年状2月1水日 示意图
22
膜状水移动示意图
吸湿水特性
2020年2月1日
7
液相存在于土壤固相物质构成的孔隙网络中，由溶质与胶体 组成的溶液和悬浊液构成。
毛管水
可分为
重力水
土壤颗粒所吸附的液态薄膜水
气相占据土壤中没有被液态水所占据的土壤空隙。气相的体积 随土壤含水量的变化及土壤通气性而变化。成分与大气成分接 近。
2020年2月1日
8
②土壤中各相的体积与质量构成
悬 着
【悬着毛管水】是指不受地下水 水
源补给影响的毛管水，即当大气降水
示 意
或灌溉后借毛管力而保持在土壤中的 图
水分。（与地下水无关）
土粒
悬着毛管水达到最大时的含水量为田间持 水量
2020年2月1日
26
毛管水特性
1、毛管水为有效水，因其受土壤吸力（0.63-0.008MPa）小 于作物的吸水力（1.5MPa），能够被植物根系吸收利用。
2020年2月1日
6
液态水
固相 固相骨架：土壤矿物质颗粒和有机 质颗粒构成固体骨架，称为土壤基质
（ soil matrix）。
土壤矿物：由土壤原生矿物和土壤 次生矿物构成，矿物的化学组成与岩 石类型有关。 土壤有机质：包括生命体和非生命 的有机质。 土壤腐殖质：是扣除未分解和半分 解动植物残体及微生物体以外的有机 物质的总称。胡敏酸 、富敏酸 、胡 敏素
第六章 土壤水与下渗
一
土壤水的存在形式
二
土壤含水率与水分常数
三
土壤水分运动基本方程
四
下渗的物理过程
五
下渗理论与公式
六
影响下渗的因素
2020年2月1日
1
学习重点及难点： 1、认识土壤水分存在的基本形式；（重点掌握） 2、掌握土壤水分常数的概念（凋萎系数、田间持水量）。 3、了解土壤水势的存在形式及其达西公式，为后续的学习打 基础。（了解） 4、了解下渗的概念； 5、掌握下渗的物理过程（重点）
2、毛管水移动速度较快，能及时满足作物根系吸水要求 3、毛管水具有溶解、输送养料的能力，满足作物对养料的需
求 4、是地下水和作物根层水分间的桥梁 毛管水含量影响因素：土壤质地、结构、地下水含量
2020年2月1日
27
吸湿水
薄膜水 毛管水
紧束缚水，吸湿水达到最大→吸湿系数
松束缚水，薄膜水达到最大→最大分子持水 量
2020年2月1日
30
（2）体积含水量 v ：单位体积土壤中含有的水分数量。
土壤容积含水量 = (土壤水容积/土壤总容积)100%。
v 和 m 的关系： v
土壤 m
（3）饱和度：单位体积土壤中，水的体积与土壤空隙体积的比 值。
饱和度%=（土壤水分体积/土壤孔隙体积)*100%
粘粒 强风化区土壤
养分高，团聚性强，保水 耕性较 保肥力强，通气性差，易 好 板结
2020年2月1日
13
④土壤结构 土壤固相颗粒很少呈单粒存在，土壤矿物颗粒与有机质颗粒
相互作用，聚积形成大小不同、形状各异的团聚体。这些团 聚体的组合排列称为土壤结构，土壤结构是成土过程的产物。 不同的土壤及其发生层都具有一定的土壤结构。 土壤团聚体：土壤颗粒通过有机质、水等胶结在一起，形成 团粒，称为土壤团聚体。 团聚体是土壤结构的基本单位。土壤团聚体有利于水分与养 份的长久保持与稳定。 土壤团聚体内和团聚体之间是连通的毛细孔隙与非毛细孔隙， 构成土内水分传输的通道网络。
2020年2月1日
5
（4）土壤的水理特性 ①土壤是多相、多孔的介质
多孔的介质：多孔、疏松的特性，使得土壤具有传输水分、溶 质的能力。 多相物质构成：由有机成分（腐殖质、根系、土壤动物、微生 物）、矿物颗粒、三种相态的水、孔隙空间构成。 三相系统：土壤颗粒、水分和气体；
孔隙由 气体填充
土 壤 颗 粒
2020年2月1日
3
（2）包气带和饱和带 包气带的定义：地面以下潜水面以上的地带，也称非饱和带。 是大气水和地表水同地下水发生联系并进行水分交换的地带； 三相系统：土壤颗粒、水分和气体； 饱和带的定义：在地下潜水面以下，土壤处于饱和含水状态， 是土壤颗粒与水分的二相系统。
2020年2月1日
4
（3）土壤水 土壤水：土壤中各种形态水分的总称。（环境科学大辞 典） 存在于非饱和带土壤孔隙中及土壤颗粒所吸附的水分。 （中国大百科全书） 储存和运移于地表，向下延伸至潜水面以上的土壤水分 （包括固态水、气态水和液态水），称为土壤水。 水文学上土壤水是指存在于包气带中的水。
一般以一定厚度土层中所含的水层深度来表示土壤所含水量， 称为土壤蓄水量。
水层厚度（mm）= 土层厚度（mm）* v
2020年2月1日
31
【土壤水的相对含量】：指土壤含水量占田间持水量或全持 水量的百分数
旱地土壤相对含水量
%
土壤含水量 田间持水量
100 %
水田土壤相对含水量
%
土壤含水量 全持水量
土壤的持水力与作物的吸水力基本相等，作物吸收不到水分， 是作物可利用水量的下限
【最大分子持水量】：膜状水的水膜达到最大厚度时的土壤含水 量。 包括全部吸湿水和全部膜状水，受力0.63MPa 。
2020年2月1日
33
【毛管断裂含水量】（生长阻滞含水量）：当土壤中的悬着毛管 水因作物吸收和土表蒸发而发生断裂时的土壤含水量。相当于 全部吸湿水、膜状水和部分悬着毛管水。
100 %
2020年2月1日
32
2.土壤水分常数：指每种土壤各种类型水分达到最大量的含水量。
【吸湿系数】：干土从相对湿度接近饱和的空气中吸收水汽的最 大量，即吸湿水达到最大量时的土壤含水量 。 包括全部吸湿水，受力3.1MPa
【凋萎系数】：植物产生永久凋萎时的土壤含水量。 包括全部吸湿水和部分膜状水。受力1.5MPa
2020年2月1日
10
③土壤颗粒大小、质地
通常对2.0mm以下土壤颗粒分三级：粘粒、粉粒、砂粒 土壤颗粒的表面积总和很大，可吸附其它离子与胶体。 为什么有砂土、粉土、粘土、壤土之称：由土壤质地决定：砂 粒，粉粒和粘粒的相对百分组成所决定，下面看几张土壤剖面
2020年2月1日
11
粘土 滞水
砂土 粗颗粒 易排水
项目 土壤颗粒 液态水 空气 孔隙度
体积 VS
质量
MS
VW
VA
Vf
MW 忽略
土体 VT
Mt
2020年2月1日
9
土壤总容积(Vt)是土壤中固体颗粒的容积与土壤中各种大小孔 隙容积的总和。Vt= Vs+V+V式中， Vt为土壤固体颗粒容积， V为土壤空气容积， V为土壤水容积。 土壤孔隙的数量一般用孔隙度(简称孔度)表示。即单位土壤容 积内各种大小孔隙容积(V+V)所占的百分数，它表示土壤中 各种大小孔隙度的总和。
（2）土壤质地和腐殖质含量：土壤颗粒细、质地粘重、腐殖质 含量越多，比表面积越大，吸湿水含量也越多
（3）土壤含盐量及盐类成分：含盐量越多，吸湿水含量越多
2020年2月1日
23
膜 状水特性
膜状水达到最大 时的含水量为最 大分子持水量
1.膜状水性状接近液态水，密度大于液态水，粘质性较高，溶解 养料的能力较弱
2.膜状水所受的土粒表面分子引力较小，能在土粒表面缓慢移动
3.膜状水可以被植物吸收利用，但不能满足作物需求，只有根系 周围的膜状水才能被植物吸收
膜状水含量影响因素：土壤质地、有机质含量 土壤质地越粘重，膜状水含量越高
2020年2月1日
24
（3）毛管水：由于毛管力作用而赋存在土壤毛管网络内的水分 所受土壤吸力为0.08～ 6.25个大气压，可自由上下左右移动， 有溶解养分的能力，是植物生长需水中最有效的土壤水分。包括 毛管上升水、毛管悬着水
有效水（容易 被植物吸收利 用的）
2020年2月1日
28
（4）重力水
【重力水】当土壤含水量超过土壤吸持水分的能力时，多余的水分由于 不能为毛管引力所保持，在重力的作用下通过大孔隙向下流失，这种受 重力作用而下移的水分称为重力水 分类：自由重力水和支持重力水
【自由重力水】：在重力作用下，直接进入地下水层， 成为地下水补给来源的水分 【支持重力水】：在重力作用下，向下移动的水分被 不透水层阻挡并停留在不透水层上成为滞水，这部分 水分叫做支持重力水
VW
VA
Vf
VT
2020年2月1日
质量
M S 17
MW
忽略
Mt
2、土壤水分的作用力和土壤水分的存在形式
作用力： 分子吸附力（主要）：土壤颗粒表面附近的液态水受到土 颗粒静电场的作用而受到的力，即粘附力（液体分子与固体 分子之间的相互引力），在水文学里称为分子吸附力。 重力：土壤水分在地球重力场中受到的地球引力。赋存在 非毛细空隙（土壤大孔隙或通气孔隙）中的水分主要受到重 力的作用。 毛管力
2020年2月1日
14
Baidu Nhomakorabea
粒状结构 片状结构
棱柱状结构 柱状结构
2020年2月1日
块状结构 15
⑤土壤物理常用指标
土壤比重： 土壤中固体物质重量与同体积水的重量比。
s
MS M同体积水
土壤容重： 自然条件下，单位土体体积的干土重量(g/cm3）。
b
MS VT
2020年2月1日
项目 土壤颗粒 液态水 空气 孔隙度
2020年2月1日
重力水：
受重力支配不能被 土壤所保29 持的水分
二、土壤含水量与水分常数 1、土壤含水量：单位土体中所含水分的数量
(1)重量含水量m ：单位质量土壤中所含有的水分数量。
土壤含水量（重量%）=（原土壤重-烘干土重）100% /烘 干土重
m (m水 m干土 ) 100%
注：基数用烘干土，不能用原状土，便于相互比较
2020年2月1日
18
2020年2月1日
19
汽态水
汽态水：
存在于土壤空隙 中的水汽
2020年2月1日
20
液态水分类： 束缚水
土壤水 自由水
吸湿水 薄膜水 毛管水
重力水
毛管上升水 毛管悬着水 渗透重力水 支持重力水
2020年2月1日
21
（1）吸湿水: 紧靠土粒，吸引力 达几千～上万个大气压， 不能自由移动，不溶解盐， 不能被植物吸收利用， 对植物生长意义不大。
吸湿水达到最 大时的含水量 为吸湿系数
受土壤表面分子的强烈吸引,为无效水，不能被植物吸收利用 具有固态水的性质：密度大，热容量小，冰点低，没有溶解能
力，不能自由移动，只能在高温下气化。 影响吸湿水含量的因素
（1）土壤空气湿度：土壤空气湿度愈大，吸湿水愈多，土壤空 气湿度达到饱和时，吸湿水达到最大
毛
管
上
升
水
土粒
示
意
地下水位 图 2020年2月1日
上升毛 管水达 到最大 时的含 水量为 毛管持 水量
25
毛
②毛管悬着水（有上凹形液面与下 管
凸形液面）
体积 VS
VW
VA
Vf
质量
M S 16
MW
忽略
土体 VT
Mt
土壤孔隙比： 土壤孔隙所占总体积与固体物质所占体积之比
e Vf Va VW
VS
VS
孔隙度（率）：土壤孔隙体积与土壤总体积之比，一般0.3～0.6
n Vf Va VW
VT
VT
项目 土壤颗粒 液态水 空气 孔隙度 土体
体积 VS
下渗过程的阶段划分； 下渗水的垂向分布； 下渗要素； 天然条件下的下渗（难点）
2020年2月1日
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一、土壤水的存在形式 1、土壤的水理性质 （1）土壤的定义
地球表面具有肥力，能生长植物的疏松表层。（from《环境科 学大辞典》）
成因：由岩石风化和母质的成土过程综合作用下形成的，它由 矿物质、动植物残体腐蚀产生的有机物质以及水分、空气等固、液、 气三相组成；
2020年2月1日
土壤质地
12
粉砂土 （粉土）
壤土 不同粒径 颗粒混合 均匀，透
水性好
土壤质地与地形对应的空间分布
粒径
分布部位
砾石 山区、河漫滩、冲积扇
利用特点 孔隙大，跑水，难耕作
宜用性 林果地
沙粒 冲积平原，沙、荒漠接 孔隙大、透水性强，养分 农耕地
壤区
少，保水保肥性差
粉粒 黄土类土壤含量高
团聚胶结性差，保水保肥 耕性好 力较强，易遭趋势
土壤含水量高于毛管断裂含水量时，土壤水分的有效性可显 著提高，易于被作物吸收利用，是土壤水对作物是否显著有效 的转折点，是灌水的下限。
【田间持水量】：土壤中悬着毛管水达到最大值时的土壤含水量 称为田间持水量。相当于全部的吸湿水、膜状水和悬着毛管水。
（2）薄膜水：吸力6.25 ～ 31个 大气压，性质介于自由水与吸 湿水之间，可溶解盐类， 可传递静水压力。移动速度一
般为0.2～0.4mm／h，可从水膜 厚的土颗粒向水膜薄的土颗粒 迁移，可被植物吸收一部分， 但不能满足植物需要
土 粒
202膜0年状2月1水日 示意图
22
膜状水移动示意图
吸湿水特性
2020年2月1日
7
液相存在于土壤固相物质构成的孔隙网络中，由溶质与胶体 组成的溶液和悬浊液构成。
毛管水
可分为
重力水
土壤颗粒所吸附的液态薄膜水
气相占据土壤中没有被液态水所占据的土壤空隙。气相的体积 随土壤含水量的变化及土壤通气性而变化。成分与大气成分接 近。
2020年2月1日
8
②土壤中各相的体积与质量构成
悬 着
【悬着毛管水】是指不受地下水 水
源补给影响的毛管水，即当大气降水
示 意
或灌溉后借毛管力而保持在土壤中的 图
水分。（与地下水无关）
土粒
悬着毛管水达到最大时的含水量为田间持 水量
2020年2月1日
26
毛管水特性
1、毛管水为有效水，因其受土壤吸力（0.63-0.008MPa）小 于作物的吸水力（1.5MPa），能够被植物根系吸收利用。
2020年2月1日
6
液态水
固相 固相骨架：土壤矿物质颗粒和有机 质颗粒构成固体骨架，称为土壤基质
（ soil matrix）。
土壤矿物：由土壤原生矿物和土壤 次生矿物构成，矿物的化学组成与岩 石类型有关。 土壤有机质：包括生命体和非生命 的有机质。 土壤腐殖质：是扣除未分解和半分 解动植物残体及微生物体以外的有机 物质的总称。胡敏酸 、富敏酸 、胡 敏素
第六章 土壤水与下渗
一
土壤水的存在形式
二
土壤含水率与水分常数
三
土壤水分运动基本方程
四
下渗的物理过程
五
下渗理论与公式
六
影响下渗的因素
2020年2月1日
1
学习重点及难点： 1、认识土壤水分存在的基本形式；（重点掌握） 2、掌握土壤水分常数的概念（凋萎系数、田间持水量）。 3、了解土壤水势的存在形式及其达西公式，为后续的学习打 基础。（了解） 4、了解下渗的概念； 5、掌握下渗的物理过程（重点）
2、毛管水移动速度较快，能及时满足作物根系吸水要求 3、毛管水具有溶解、输送养料的能力，满足作物对养料的需
求 4、是地下水和作物根层水分间的桥梁 毛管水含量影响因素：土壤质地、结构、地下水含量
2020年2月1日
27
吸湿水
薄膜水 毛管水
紧束缚水，吸湿水达到最大→吸湿系数
松束缚水，薄膜水达到最大→最大分子持水 量
2020年2月1日
30
（2）体积含水量 v ：单位体积土壤中含有的水分数量。
土壤容积含水量 = (土壤水容积/土壤总容积)100%。
v 和 m 的关系： v
土壤 m
（3）饱和度：单位体积土壤中，水的体积与土壤空隙体积的比 值。
饱和度%=（土壤水分体积/土壤孔隙体积)*100%
粘粒 强风化区土壤
养分高，团聚性强，保水 耕性较 保肥力强，通气性差，易 好 板结
2020年2月1日
13
④土壤结构 土壤固相颗粒很少呈单粒存在，土壤矿物颗粒与有机质颗粒
相互作用，聚积形成大小不同、形状各异的团聚体。这些团 聚体的组合排列称为土壤结构，土壤结构是成土过程的产物。 不同的土壤及其发生层都具有一定的土壤结构。 土壤团聚体：土壤颗粒通过有机质、水等胶结在一起，形成 团粒，称为土壤团聚体。 团聚体是土壤结构的基本单位。土壤团聚体有利于水分与养 份的长久保持与稳定。 土壤团聚体内和团聚体之间是连通的毛细孔隙与非毛细孔隙， 构成土内水分传输的通道网络。
2020年2月1日
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（4）土壤的水理特性 ①土壤是多相、多孔的介质
多孔的介质：多孔、疏松的特性，使得土壤具有传输水分、溶 质的能力。 多相物质构成：由有机成分（腐殖质、根系、土壤动物、微生 物）、矿物颗粒、三种相态的水、孔隙空间构成。 三相系统：土壤颗粒、水分和气体；
孔隙由 气体填充
土 壤 颗 粒
2020年2月1日
3
（2）包气带和饱和带 包气带的定义：地面以下潜水面以上的地带，也称非饱和带。 是大气水和地表水同地下水发生联系并进行水分交换的地带； 三相系统：土壤颗粒、水分和气体； 饱和带的定义：在地下潜水面以下，土壤处于饱和含水状态， 是土壤颗粒与水分的二相系统。
2020年2月1日
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（3）土壤水 土壤水：土壤中各种形态水分的总称。（环境科学大辞 典） 存在于非饱和带土壤孔隙中及土壤颗粒所吸附的水分。 （中国大百科全书） 储存和运移于地表，向下延伸至潜水面以上的土壤水分 （包括固态水、气态水和液态水），称为土壤水。 水文学上土壤水是指存在于包气带中的水。
一般以一定厚度土层中所含的水层深度来表示土壤所含水量， 称为土壤蓄水量。
水层厚度（mm）= 土层厚度（mm）* v
2020年2月1日
31
【土壤水的相对含量】：指土壤含水量占田间持水量或全持 水量的百分数
旱地土壤相对含水量
%
土壤含水量 田间持水量
100 %
水田土壤相对含水量
%
土壤含水量 全持水量
土壤的持水力与作物的吸水力基本相等，作物吸收不到水分， 是作物可利用水量的下限
【最大分子持水量】：膜状水的水膜达到最大厚度时的土壤含水 量。 包括全部吸湿水和全部膜状水，受力0.63MPa 。
2020年2月1日
33
【毛管断裂含水量】（生长阻滞含水量）：当土壤中的悬着毛管 水因作物吸收和土表蒸发而发生断裂时的土壤含水量。相当于 全部吸湿水、膜状水和部分悬着毛管水。
100 %
2020年2月1日
32
2.土壤水分常数：指每种土壤各种类型水分达到最大量的含水量。
【吸湿系数】：干土从相对湿度接近饱和的空气中吸收水汽的最 大量，即吸湿水达到最大量时的土壤含水量 。 包括全部吸湿水，受力3.1MPa
【凋萎系数】：植物产生永久凋萎时的土壤含水量。 包括全部吸湿水和部分膜状水。受力1.5MPa
2020年2月1日
10
③土壤颗粒大小、质地
通常对2.0mm以下土壤颗粒分三级：粘粒、粉粒、砂粒 土壤颗粒的表面积总和很大，可吸附其它离子与胶体。 为什么有砂土、粉土、粘土、壤土之称：由土壤质地决定：砂 粒，粉粒和粘粒的相对百分组成所决定，下面看几张土壤剖面
2020年2月1日
11
粘土 滞水
砂土 粗颗粒 易排水
项目 土壤颗粒 液态水 空气 孔隙度
体积 VS
质量
MS
VW
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Vf
MW 忽略
土体 VT
Mt
2020年2月1日
9
土壤总容积(Vt)是土壤中固体颗粒的容积与土壤中各种大小孔 隙容积的总和。Vt= Vs+V+V式中， Vt为土壤固体颗粒容积， V为土壤空气容积， V为土壤水容积。 土壤孔隙的数量一般用孔隙度(简称孔度)表示。即单位土壤容 积内各种大小孔隙容积(V+V)所占的百分数，它表示土壤中 各种大小孔隙度的总和。
（2）土壤质地和腐殖质含量：土壤颗粒细、质地粘重、腐殖质 含量越多，比表面积越大，吸湿水含量也越多
（3）土壤含盐量及盐类成分：含盐量越多，吸湿水含量越多
2020年2月1日
23
膜 状水特性
膜状水达到最大 时的含水量为最 大分子持水量
1.膜状水性状接近液态水，密度大于液态水，粘质性较高，溶解 养料的能力较弱
2.膜状水所受的土粒表面分子引力较小，能在土粒表面缓慢移动
3.膜状水可以被植物吸收利用，但不能满足作物需求，只有根系 周围的膜状水才能被植物吸收
膜状水含量影响因素：土壤质地、有机质含量 土壤质地越粘重，膜状水含量越高
2020年2月1日
24
（3）毛管水：由于毛管力作用而赋存在土壤毛管网络内的水分 所受土壤吸力为0.08～ 6.25个大气压，可自由上下左右移动， 有溶解养分的能力，是植物生长需水中最有效的土壤水分。包括 毛管上升水、毛管悬着水
有效水（容易 被植物吸收利 用的）
2020年2月1日
28
（4）重力水
【重力水】当土壤含水量超过土壤吸持水分的能力时，多余的水分由于 不能为毛管引力所保持，在重力的作用下通过大孔隙向下流失，这种受 重力作用而下移的水分称为重力水 分类：自由重力水和支持重力水
【自由重力水】：在重力作用下，直接进入地下水层， 成为地下水补给来源的水分 【支持重力水】：在重力作用下，向下移动的水分被 不透水层阻挡并停留在不透水层上成为滞水，这部分 水分叫做支持重力水
VW
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Vf
VT
2020年2月1日
质量
M S 17
MW
忽略
Mt
2、土壤水分的作用力和土壤水分的存在形式
作用力： 分子吸附力（主要）：土壤颗粒表面附近的液态水受到土 颗粒静电场的作用而受到的力，即粘附力（液体分子与固体 分子之间的相互引力），在水文学里称为分子吸附力。 重力：土壤水分在地球重力场中受到的地球引力。赋存在 非毛细空隙（土壤大孔隙或通气孔隙）中的水分主要受到重 力的作用。 毛管力
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粒状结构 片状结构
棱柱状结构 柱状结构
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块状结构 15
⑤土壤物理常用指标
土壤比重： 土壤中固体物质重量与同体积水的重量比。
s
MS M同体积水
土壤容重： 自然条件下，单位土体体积的干土重量(g/cm3）。
b
MS VT
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项目 土壤颗粒 液态水 空气 孔隙度
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重力水：
受重力支配不能被 土壤所保29 持的水分
二、土壤含水量与水分常数 1、土壤含水量：单位土体中所含水分的数量
(1)重量含水量m ：单位质量土壤中所含有的水分数量。
土壤含水量（重量%）=（原土壤重-烘干土重）100% /烘 干土重
m (m水 m干土 ) 100%
注：基数用烘干土，不能用原状土，便于相互比较
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汽态水
汽态水：
存在于土壤空隙 中的水汽
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液态水分类： 束缚水
土壤水 自由水
吸湿水 薄膜水 毛管水
重力水
毛管上升水 毛管悬着水 渗透重力水 支持重力水
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（1）吸湿水: 紧靠土粒，吸引力 达几千～上万个大气压， 不能自由移动，不溶解盐， 不能被植物吸收利用， 对植物生长意义不大。
吸湿水达到最 大时的含水量 为吸湿系数
受土壤表面分子的强烈吸引,为无效水，不能被植物吸收利用 具有固态水的性质：密度大，热容量小，冰点低，没有溶解能
力，不能自由移动，只能在高温下气化。 影响吸湿水含量的因素
（1）土壤空气湿度：土壤空气湿度愈大，吸湿水愈多，土壤空 气湿度达到饱和时，吸湿水达到最大