土壤水简介
3土壤水分
3、土壤毛管水capillary water
土壤含水量超过最大分子持水量后，水 分可以自由移动，靠毛管力保持在土壤 孔隙中的水分称为毛管水。 特点：（１）可以自由移动；（２）溶 解养分能力；（３）植物有效。 影响因素：质地，有机质，结构等
毛管支持水 ( 也称“毛管上升水” ) ：地下水籍 毛管力上升进入并保持在土壤中的水分。
二、土壤水分的类型和性质
吸湿水 膜状水
毛管水
1、土壤吸湿水hygroscopic water
固相土粒依其表面的分子引力和静电引 力从大气和土壤空气中吸附气态水，附 着在土粒表面成单分子或多分子层，称 土壤吸湿水。
特点：受土粒的吸力大，排列紧密，不 能自由移动，无效水（当空气相对湿度 94~98%时，达最大值称最大吸湿量）
影响因素：土粒的比表面积和大气相对 湿度、吸湿水量、粘粒、有机质等。
2、土壤膜状水soil filmy water
吸湿水达到最大后，土粒还有剩余的引力吸 附液态水，在吸湿水的外围形成一层水膜， 称为膜状水，植物有效水。 凋萎系数：当土壤水分受到的吸引力超过 1.5Mpa ，作物便无法从土壤中吸收水分而呈 现永久凋萎，此时的土壤含水量称凋萎系数。 （wilting point ）。 最大分子持水量：当膜状水达到最大厚度时 的土壤含水量。
1、土水势（soil water potential）：
指将单位水量从一个土－水系统移到温度和它 完全相同的纯水池时所做的功， Ψ w表示。土 水势主要由以下几个分势组成： 基质势：Ψ w；压力势：Ψ p； 溶质势：Ψ s ；重力势：Ψ g。 Ψ w＝Ψ m＋Ψ p＋Ψ s＋Ψ g
土壤水
土壤水形态分类土壤水土壤是一种具有复杂孔隙系统的自然体，其中的孔隙为水和空气所充满。
土壤中的水受到重力、土粒表面分子引力、水分子引力等各种力的作用，并表现出不同的物理状态。
虽然它们之间的界限很难划分，但土壤水按其存在形态仍可大致分为下列几种类型：固态水——土壤水冻结时形成的冰晶。
汽态水——存在于土壤空气中的水蒸汽。
束缚水——又分为吸湿水（紧束缚水）和膜状水（松束缚水）自由水——又分为毛管水、重力水和地下水，其中毛管水又分为悬着水和支持毛管水。
吸湿水土壤水在室内经过风干的土壤，看起来似乎是干燥了，而实际上还含有水分。
如果把这种风干的土壤样品放在烘箱里，在105℃的温度下烘烤，或者把它放在带有吸湿剂（例如磷酸酐）的干燥器中，每隔一段时间拿出来称重一次，就会发现土壤样品的重量逐次降低，直到称至恒重时，这时的土壤才算是干燥了，称为烘干土。
如果把烘干土重新放在常温、常压的大气之中，土壤的重量又逐渐增加，直到与当时空气湿度达到平衡为止，并且随着空气的高低变化而相应地作增减变动。
上述现象说明土壤有吸收水汽分子的能力。
以这种方式被吸着的水，称为吸湿水。
土壤的吸湿性是由土粒表面的分子引力、土壤胶体双电层中带电离子以及带电的固体表面静电引力与水分子作用所引起的，这种引力把偶极体水分子吸引到土粒表面上，吸附水分子过程释放能量（热能）。
因此，土壤质地愈粘，比表面积愈大时，它的吸湿能力也愈大。
图6-1表示土壤不同粒级范围内吸湿水含量与空气相对湿度的关系。
引起吸湿作用距离很短，只等于几个水分子的直径，但作用力很大，因而不仅能吸收水汽分子，并且能使水分子在土粒表面密集，吸湿水的密度可达1.7左右。
所以这种水不能被植物吸收，对于植物来讲为无效水。
重力也不能使吸湿水移动，只有在吸收能量转变为汽态的先决条件下才能运动，因此称为紧束缚水。
1、小于0.002毫米的粒级2、0.002-0.006毫米的粒级3、0.006-0.02毫米的粒级4、大于0.02毫米的粒级膜状水土粒饱吸了吸湿水之后，还有剩余的吸收力，虽然这种力量已不能够吸着动能较高的水汽分子，但是仍足以吸引一部分液态水，在土粒周围的吸湿水层外围形成薄的水膜，以这种状态存在的水称为膜状水。
土 壤 水 分
土壤水分一、土壤水的形态分类1、固态水—土壤水冻结时形成的冰晶。
2、气态水—存在于土壤空气中的水蒸气。
3、束缚水—是籍土壤吸附力保持的水分，又称为吸附水。
分为：3.1 吸湿水—干燥土粒从大气和土壤空气中吸附的气态水分。
干土从空气中吸着水汽所保持的水称为吸湿水；吸湿水表现出固态水的性质，不能自由移动，植物无法利用，属于无效水分。
又称为紧束缚水。
3.2 膜状水—土壤颗粒表面上吸附的水分形成水膜，这部分水称为土壤膜状水。
膜状水具有液态水的性质，可以部分为植物吸收利用。
4、自由水—又分为：4.1 毛管水—指借助于毛管力(势)，吸持和保存土壤孔隙系统中的液态水,又分为悬着水和支持毛管水。
4.1.1 悬着水—指不受地下水源补给影响的毛管水，即当大气降水或灌溉后土壤中所吸持的液态水；旱地悬着毛管水的最大值称为田间持水量。
4.1.2 支持毛管水—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。
亦称为毛管上升水。
4.2 重力水—当土壤含水量超过田间持水量后，过量的水分不能被毛管力所吸持，而在重力作用下沿土壤大孔隙向下移动的水分。
4.3 地下水—土壤或母质中有不透水层存在时，向下渗漏的重力水会在其上的土壤孔隙中聚积起来，形成一定厚度的水分饱和层，其中的水可以流动，称为地下水。
二、土壤含水量的表示方法1、重量含水量—土壤水的重量占土壤干重的百分数。
干土重为105℃~110℃的烘干土重。
土壤重量含水量(%)=水的重量/土壤干重=土壤容积含水量/容重2、容积含水量—单位土壤总容积中水分所占的容积分数。
土壤容积含水量(%)=水的体积/土体体积=土壤重量含水量×容重3、土壤相对含水量—某一时刻土壤含水量占该土壤田间持水量的百分数。
三、土壤水分常数1、饱和含水量—当土壤所有的孔隙都充满水时的土壤含水量，也称全持水量。
是确定水田灌水水量的依据。
2、田间持水量—土壤中悬着毛管水达到最大量时的土壤含水量。
水 文 学 原 理(五土壤水)
第五章
土壤水
本 章 内 容
1 2 3 4
土壤的质地结构及“三相”关系
土壤水的存在形态 土壤水的能量状态
土壤水运动的控制方程
“土壤”是指地球表面风化的散碎外壳。是一种 由大小不同的固体颗粒集合而成的具有空隙或孔 隙的散粒体，属多孔介质。 “土壤水”则是指包含在土壤孔隙中的水分。地 球表面的土壤覆盖层是一个巨大的“蓄水库”， 全球蓄于土壤中的水量估计有16500km3 ，约为河 道蓄水量的8倍。 在水文循环中，土壤起着十分重要的调节和分配 水量的作用。 问题：水分是怎样被吸收到土壤中去的?进入土壤 中的水分是怎样储存、变化和运动的?
2 土壤水分特性曲线
——吸力与土壤含水量的关系，称为土壤水分特性曲线
土壤水分特性曲线
获得土壤水分特性曲线可以有两种做法：一是从干燥土壤
开始，在土壤吸收水分的过程中测定；二是从饱和土壤开 始，在土壤脱水过程中测定。
实验表明，在脱水过程中测定的土壤水分特性曲线位于上
方，在吸水过程中测定的土壤水分特性曲线位于下方，两 条曲线首尾大体重叠，但中间差别明显，犹如一个绳套。
3 非饱和水流运动的基本微分方程
V K ( )
V t
[ K ( ) ] [ K ( ) ] [ K ( ) ] t x x y y z z
只考虑垂向时：
[ K ( ) ] t z z
毛管断裂含水量： 毛管悬着水的连续状态开始断裂时的土壤含水量 田间持水量： 土壤中毛管悬着水达到最大时的土壤含水量
饱和含水量： 土壤中全部孔隙都被水充满时的土壤含水量
最大吸湿量
在水汽达到饱和的空气中，干燥土壤的吸湿水达
到最大数量时的土壤含水量称为最大吸湿量，又
土 壤 水 分
*
土壤水分
1.1 土壤水分类型
3）毛管水（有效水）
借助毛细管引力吸持和保持在毛细管孔隙中的水，易被植物吸收。 （1）毛管悬着水 指大气降水或灌溉后，吸持在毛管中的水，它和地
下水不相连接，而“悬挂”在土壤上层毛细管中。当毛管悬着水达到 最大值时的土壤含水量称为田间持水量，它是判断旱地土壤是否需要 灌水和确定灌水量的重要依据。不同土壤质地的田间持水量相对比较 稳 定 （ 表 6- 2）。 表6-2 不同质地土壤的田间持水量（%）
1）土壤水分含水量指标
（1）自然含水量（绝对含水量）
● 用土壤水分质量占烘干土壤质量的百分比表示，这是一种最常用的 表示方法。
土壤自然含水量（％）＝
湿土质量烘干土质量 烘干土质量
100
● 也可用容积含水量来表示，即土壤水分体积占土壤体积的百分比。
土壤自然含水量的体积百分率（％）＝
水的体积 土壤体积
100
土壤吸湿系数、凋萎系数、田间持水量和饱和含水量等土壤水分状况标志 值，称为土壤水分常数，它们不仅反映土壤水分的数量和能量水平，也可 反映土壤水分的吸持和运动状态及被植物利用的难易程度。
*
土壤水分
土壤水分测定仪
*
土壤水分
1.2土壤水分的有效性
●土壤水分对植物是否有效，主要取决于土壤对水分的保 持力与植物根系的吸水力。
宜旱地植物的生长发育。
（3）土壤蓄水量
水层厚度(mm)＝土层厚度(mm)×自然含水量(质量%)×土壤 密度
*
土壤水分 1.3 土壤水分含水量的表示方法 2）土壤水分能量指标 ● 土壤能量指标包括土壤水势和土壤水吸力，它们的数值和表示单位 相同，单位为气压，水势为负值，水吸力为正值。能直接表明土壤 水的能量状态和对植物的有效性，可在不同的土壤之间相互比较， 也可以在土壤—植物—大气之间统一使用。
农业概论第三章 土壤水 2016.3.29
一、土壤水分类型及其有效性 二、土壤水分含量的表示方法 三、土壤水分含量的测定
一、土壤水的类型及其有效性
固态水 气态水 冬季土壤结冰时存在 存在于土壤空气中 受土粒分子引力 液态水 受毛管力作用 受重力作用
土壤水
吸湿水
膜状水 毛管悬着水 毛管上升水 重力水 地下水
土壤水形态类型示意图
一、土壤水的类型及其有效性
隙）中，与土壤养分的淋失有关。
河流
土壤重力水特点
• 重力水对作物是有效的，但由于它渗漏很快，不
能被保持，所以对旱田作物而言是无效的。
• 重力水若长时间存留在土壤中，容易引起植物根
系呼吸困难，使土壤呈还原状态，并且产生毒害
性物质。
土壤水分常数 全容水量
• 土壤所有孔隙完全充满水时的土壤含水量，叫 全容水量。
●最大吸湿量 干土在近于水汽饱和的大气中吸附水汽，并
在土粒表面凝结成液态水的数量。
●吸湿系数大小主要与土壤的比表面积（单位质量土粒 的表面积总和）及有机质含量有关。比表面积大（颗粒细） 的土壤，含有机质丰富的土壤，吸湿系数大。
土壤质地愈粘重，吸湿系数愈大。 土壤 质地 吸湿系数（%）
有 吸 湿 无 水
3.土壤毛管水
依靠毛管力保持在土壤毛管孔隙中的水 称为毛管水。毛管水包括毛管悬着水和毛管 上升水。
毛管力计算（单位为达因/cm2）(达因:质量为1g的物 体产生1cm/s的加速度所需要的力)： • P（毛管力）=2T（表面张力）/R（毛管半径） • 土壤质地粘，毛管半径小，毛管力大。 • 当孔径<0.001mm，因孔径过小被水膜封闭，毛管 作用消失。 • 植物生长所需水分主要来自毛管水。
• 土壤质地的影响主要是由于土壤的表面积和孔隙的性质决 定的。 • 壤土>粘土>沙土
5 土壤水分
绝对水体积（方 亩） 水层厚土（H） 面积（亩） / 1 2000 H 1000 3 2 H 3
第一节 土壤水分概念及其含量的表示方法
（四） 相对含水量 (relative water content) 相对含水量是指土壤含水量占田间持水量的百分数。正如空气相对湿度一样， 相对含水量说明土壤实际含水量的饱和程度（以田间持水量为标准）,在农业生 产中经常应用。用下式表示： 土壤自然含水量 土壤相对含水量（ ） % 100 田间持水量 注意：分子和分母的量纲要统一 分子和分母所表示的是同一种土壤。
Vw s s dw v Vs w b
第一节 土壤水分概念及其含量的表示方法
三.土壤含水量的测定技术
土 壤 含 水 量 的 测 定 技 术 概 述
TDR法
（一）土壤含水量测定技术-烘干法 Methods of measurement for soil water content
由此可见：用烘干土作基数表示水分变化过程更为直观
100 w干 应用时注意：已知土壤样品含水量，由湿土折算成干土计算公式 100 m 今后凡表示土壤组成的百分数都应以烘干土中为基数！
第一节 土壤水分概念及其含量的表示方法
（二） 容积含水量 （volumetric water content） 容积含水量即单位土壤总容积中水分所占的容积分数，以称为容积湿度，容积含 水量多用百分比表示，也用容积分数表示： 百分比形式可用下式表示： 水分容积 土壤容积含水量（ %） 100 土壤容积 V 其数学表达式为： w 100
土壤水在土壤生态系统中的重要作用
土壤水在土壤生态系统中的重要作用(综述)土壤水是土壤内部化学、生物和物理过程不可缺少的介质；是土壤、植物与其环境间进行各种物质交换的媒介。
土壤水分是植物吸收水分的主要来源，通过影响土壤肥力、土壤温度和通气状况，对植物的产量和品质有重要作用。
土壤水分移动过程影响生态平衡。
一土壤水的定义及其类型划分土壤水的概念土壤水的类型和性质按照土壤水的受力作用分为：土壤水的类型和性质（续）吸附水：受土壤吸附作用保持的水分。
土壤水的类型和性质（续）几个相关概念凋萎系数：当土壤水分受到的吸引力超过1.5Mpa，作物便无法从土壤中吸收水分而呈现永久凋萎，此时的土壤含水量称凋萎系数。
田间持水量：毛管悬着水达到最大时的土壤含水量。
是农田土壤保持的最大水量，是旱地土壤灌溉的上限。
饱和持水量: 当重力水达到饱和，即土壤所有孔隙都充满水分时的含水量。
二土壤水分的状态和运动土水关系土壤孔隙中－－－全部充水－－饱和态土壤孔隙中－－－水排走－－非饱和土壤水的能量状态能量梯度：自由水>土壤水>植物细胞水低能态 水分子：高能态－－研究确定土壤水能量关系对土壤水运动和它对植物的可给性十分必要土水势：土壤在各种力（吸附力、毛管力、重力和静水压力等）的作用下，势（或自由能）的变化（主要是降低）。
土水势包括基质势、压力势、溶质势、重力势等分势。
水势的数值可以在土壤—植物—大气(SPAC)之间统一使用液态水运动饱和水运动不饱和水运动(多数田间条件下)汽态水运动水汽运动:靠扩散作用进行三土壤水对土壤基本物理性质的影响土壤是由固、液、气三相体系，固相颗粒之间的相互作用在水分参与下，产生许多独特性能：土壤膨胀性、收缩性、粘结性和适耕性等；造成土壤膨胀和收缩影响土壤粘结性土壤粘结性：由颗粒之间的引力产生，除了空气－水分界面上弯月面的表面张力外，还有由物理化学的机能产生的粘结作用。
是土壤具有稳定性的主要原因，土壤由此产生强度。
粘结作用力：水膜粘结力、颗粒间的范德华力、静电引力、OM、铁铝氧化物等。
土壤水分概述
4、水层厚度
指在一定厚度(h)、一定面积的土壤中所含水量相当 于相同面积水层的厚度(mm).
水层厚度＝(土壤质量含水量×土壤容重×土层厚度)/1000
四、土壤水分的能态
1、土水势（soil water potential） 指将单位水量从一个土－水系统移到温度和它完全相同
凋萎系数(permanent wilting point)：
当土壤水分受到的吸引力超过1.5Mpa，作物无法从 土壤中吸收水分而呈现永久凋萎时的土壤含水量称凋 萎系数。
土壤最大分子持水量：当膜状水达到最大厚度时的土 壤含水量。
3、土壤毛管水(soil capillary water)
土壤含水量超过最大分子持水量后，水分可以自 由移动，靠毛管力保持在土壤孔隙中的水分称为 毛管水。
的纯水池时所做的功，Ψw表示。 Ψw＝Ψm＋Ψp＋Ψs＋Ψg
Ψm：基质势：；Ψp：压力势；Ψs：溶质势； Ψg：重力势。
基质势（matric potential）
它是指将单位水量从一个平衡的土-水体系统移到 另一个没有土壤基质(纯水)，而其它状态完全相同的水 池时所做的功。或由吸附力和毛管力所制约的土水势。
土壤为何具有吸持水分的功能？
三种吸附力：
1、土粒的吸附：水分子与固体颗粒表面的氧元素的形成氢
键－吸附力强，距离短； 2、胶体表面带电形成的静电场，水分子定向排列---有效
距离长，但作用力弱，受比表面积、胶粒及吸附离子种 类的影响； 3、土粒孔隙水和空气界面上的弯月面力（土壤水承受的 一种张力--毛管力）。
rw： 土壤质量含水量（g/kg） m1：湿土质量（g） m2：干土质量（g）
土壤学6(土壤水)
Chap.6 土壤水分
§5 土壤水运动 3.土壤中的水汽运动 土壤气态水的运动表现为水汽扩散和水 汽凝结两种现象。 水汽扩散运动的推动力是水汽压梯度， 这是由土壤水势梯度或由土壤水吸力梯 度和温度梯度所引起的。 土壤水不断以水汽的形式由表土向大 气扩散而逸失的现象称为土面蒸发。
Chap.6 土壤水分
Chap.6 土壤水分
§3 土壤水分含量的表示和测定方法 1. 土壤质量含水量 土壤质量含水量是指土壤中保持的水分 质量占土壤质量的分数,单位g/kg (也曾用 %表示)。 θ m=[(m1-m2)/m2]×1000 式中θ m为土壤质量含水量（g/kg）、 m1 为湿土质量（g）、m2为干土质量（g）。
Chap.6 土壤水分
§2 土壤水分的类型和性质 3. 毛管水 靠毛管力保持在土壤孔隙中的水分称为 土壤毛管水。 毛管水的特点：这种水可以在土壤毛管 中上下左右移动、具有溶解养分的能力、 作物可以吸收利用。 毛管水的数量主要取决于土壤质地、腐 殖质含量和土壤结构状况。
Chap.6 土壤水分
Chap.6 土壤水分
§4 土壤水分能态 1. 土水势
压力势（Ψ g）：它是指将单位水量从一个土 -水体系移到另一个压力不同，而温度、基质、 溶质等状态完全相同的参比系统时所做的功。 或在土壤饱和水的情况下，由于受压力而产 生土水势变化。 不饱和水土壤条件下，土壤水的压力势一般 与参比标准相同，等于0。压力势一般为正值。
d q K ( m ) dx
Chap.6 土壤水分
§5 土壤水运动 2. 非饱和土壤中的水流
d 式中K（Ψ m）为非饱和导水率；dx
为总水势梯度。 非饱和条件下土壤水流的数学表达式与饱和条件下 的类似， 二者的区别在于： A.饱和条件下的总水势可用差分形式，而非饱和条件 下则用微分形式； B. 饱和条件下的土壤导水率（K）对特定土壤为一常 数，而非饱和导水率是土壤含水量或基质势的函数。 土壤水吸力和导水率之间的关系（如图5-11）土壤 水吸力为零或接近于零，饱和导水率最大。
土壤水分介绍
一、土壤水分的保持
水分进入土体所受引力： （1）土粒和水界面的吸附力 （2）土体的毛管引力 （3）重力
土-水界面的吸附力包括： ① 水分子与固体颗粒表面的O所形成的氢键； ② 胶粒表面所带电荷产生的静电场； ③ 毛管力
二、土壤水分的类型和性质
分4类： 吸湿水 膜状水 毛管水 重力水
注意：对于不同质地的土壤上述各种不 同形态水的数值是不等的。请认真比较 它们的大小。
吸湿系数 凋萎系数 田间持水量 最大持水量
物理分类
吸湿水
毛管水
重力水
土壤颗粒 吸湿水 内层毛管 水 外层毛管 水 重力水
生态分类
无效水
有效水
过剩水
土壤吸水力 10000 (atm)
31
Hale Waihona Puke 150.10
土壤水分类型示意图（据D. Stella并加修改）
四、土壤水分的能态
水
流
土壤
土壤
向
A 砂土
B 粘土
何 方
10%
15%
？
标注土水势的优点
1、土水势
土水势（土壤中水的势能）ψw: 是指将单位水量 从一个土-水系统移到温度和它完全相同的纯水 池所做的功。
纯水池：指没有土壤基质和溶质，且与土-水系统 处于相同大气压和同一高度的参比系统。
土水势其分势组成
基质势ψm
分势
压力势ψp 溶质势ψs
重力势ψg
（1）基质势（m）：是指将单位水量从一个土 -水系统移到另一个没有土壤基质，而其他状 态完全相同的水池时所做的功。
负值，当土壤水饱和时最大＝0 。 土壤含水量越高，基质势也越高。
（2）溶质势（s）：是指将单位水量从一个土-水 系统移到另一个没有溶质而其他状态完全相同的 水池时所做的功。
第六章 土壤水
这是土水势中最重要的一个分势，在不同 含水量情况下，基质势是不同的，土壤愈干， 对水吸持力越强，土壤水分的能量水平越低。
2、溶质势 ( osmotic potential, ψs ) 土壤中含有一些可溶性盐类，如NaCl、
Na2SO4、Na2CO3、MgCl2等，这些盐溶于水， 形成各种离子。
由于离子的水化作用，把周围的水分子吸 引到离子周围作定向排列，这样被吸引的水分 子失去一部分自由能，能量降低。
在地下水位以上，土壤水的重力势为正值， 而地下水位以下则为负值。
应该注意的是：当处于地下水位下某点 时，该点还要承受静水压，而静水压是正值， 重力势为负值，两者大小相等，方向相反，因 此，地下水位以下重力势和压力势之和为0。
5、总水势 ΨT =ψm+ψs+ψg+ψp
在这些分势当中，有的是独立变量，如压 力势和重力势等，它们和土壤水分没有函数关 系。
3、酒精燃烧法 向土壤样品中加入酒精，靠酒精燃烧产生的
热量使水分蒸发，从土样的重量变化求得含水量。 优点：快速，并可在野外测定。 缺点：精度不高，耗费酒精。
4、电石法 准确称量过的土壤与过量的碳化钙混合，加
入一个耐压容器中，产生乙炔：
CaC2 + 2H2O = Ca(OH)２+ H2C2 乙炔产生的压力与乙炔生成量成正比，据此
静水压势 是由静止水层产生的，静水层可能出现于地
表面，也可能出现在土体中某一层次的上面。
静止水层会对土壤水产生压力，驱使水分运 动，故为正值。
荷载势 是由水中悬浮的颗粒所引起的，也是正值。
4、重力势 ( gravitational potential，ψg ) 在地球上，每个物体都受到地心引力，这
土壤水分的类型与性质_OK
Thursday, July 22, 2021
15
土壤水分的运动方式和特点
▪ 扩散控制阶段
➢ 当水分进一步减少到地面 出现干土层后，土体内部 的水分不能向上传导，只 能在下部汽化，穿过孔隙 进入大气。水分损失量主 要取决于土壤孔隙的大小 和多少，通过镇压，既能 减少土壤孔隙量，又可使 土体紧实，毛管接通，起 到保墒和提墒的作用。
19
重力水动运
（三）重力水的运动
➢ 土壤水分达到饱和状态时，多余的水 分就会在重力支配下沿大孔隙向下渗 漏。透水性强弱主要取决于供水强度 和土壤入渗能力的相对大小。
当供水强度大于土壤入渗能力时， 地面产生径流；
当供水强度小于或等于、结构、 和松紧孔隙状况等有关。
第一节 土 壤 水 分
土壤水分的类弄和性质 土壤水分常数及其有效性 土壤含水量及其表示方法 土壤水分的动动 土壤水分的保畜和调节
Thursday, July 22, 2021
土壤中的水分主要来自 于降水、灌溉和地下水的补充。 “有收无收在于水”，任何作 物在其生长发育期间，都要求 土壤持续不断地供给一定数量 的水分，以满足生命活动的需 要。
T水hur膨sday胀, July，22,增202大1 了磨擦阻力，移动的速度慢，距离也短。
17
毛管水上升高度
▪
Thursday, July 22, 2021
毛管力的大小与水的表面张力 成正比，与水的弯月面曲率半 径成反比：
P=2a/R 当毛管水高度为H时,水柱的重 力为Hdg,与毛管力相等，即：
➢ 速度慢，往往供不应求。
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土壤水分的类型与性质
3.毛管水
➢ 存在于土壤毛管孔隙中， 由毛管力所保持的水分。
土壤学第五章土壤水
（一）土壤水分特征曲线的影响因素
1. 土壤质地 假定土壤水吸力为
300cm（水柱高），各种质 地的对应土壤的含水量（容 积%）约为：细砂土 8%， 砂壤土15%，壤土34%，粘 土42% 。
soil water characteristic curve
2. 土壤结构和紧实度（容重） 在同一吸力值下，容重愈大的土壤，含水量愈高。
15
（三）土壤水的有效性(availability) 土壤水的有效性(availability)是指土壤水能否被植物
吸收利用及其难易程度。
不能被植物吸收利用的水称为无效水,能被植物吸收 利用的水称为有效水。
最大有效水含量是凋萎系数至田间持水量的水分。
表5-1 土壤质地与有效水最大含量的关系
土壤质地
则重力势为正，反之，重力势为负。 （4）压力势 (pressure potential)Ψp
标准状态水的压力为1个大气压，但在土壤中的水所 受到的压力，在局部地方就不一定为1个大气压。
如果土壤中有水柱或水层，就有一定的静水压；悬 浮于水中的物质也会产生一定的荷载压。若存在上述状 况则Ψp为正值。
土水势Ψt=Ψm+Ψs+Ψg+Ψp
（二）土壤水分特征曲线的应用 1. 用于土壤水吸力与含水量之间的换算 不同土壤的水吸力相同，水分有效性相同，但含水
量不同，因而有效水的数量不同。 2.用于各级孔径、孔隙及其容积（V，%）的计算 D=3/T 3.计算水容量（又称比水容） 指水吸力变化1个单位土壤吸入或释出的水量
改进快速法——红外线烘干法、微波炉烘干法、 酒精烘干法、酒精烧失法等。
风干土— 烘干土 水分= ————————×100%
烘干土
2.中子法
土壤水的类型
土壤水主要可以分为三种类型：地下水、土壤水和地表水。
地下水：地下水是指位于地下的水资源。
它主要储存在土壤和岩石的孔隙和裂缝中。
地下水是重要的水源之一，对于地下水的开采和管理具有重要意义。
土壤水：土壤水是指存在于土壤中的水分。
当降水发生时，一部分水分会渗入土壤中，填充土壤孔隙和微孔。
土壤水对植物的生长和发育至关重要，它提供了植物所需的水分和养分。
地表水：地表水是指存在于地表的水资源，例如河流、湖泊、水库和湿地等。
地表水受降水和地下水的补给，并受到地形、气候和人类活动的影响。
地表水是人类生活和经济活动中重要的水源之一。
这三种类型的水在水循环中相互交换和转移，共同构成了地球上水资源的重要组成部分。
了解土壤水的类型和特性对于水资源的管理和保护具有重要意义。
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土壤水简介
概念：
是指土粒表面靠分子引力从空气中吸附的气态水并保持在土粒表面的水分。
包气带土壤孔隙中存在的和土壤颗粒吸附的水分。
通常有下列4种形式：①吸附在土壤颗粒表面的吸着水。
又称强结合水。
土壤颗粒对它的吸力很大，离颗粒表面很近的水分子，排列十分紧密，受到的吸引力相当于10000个大气压。
这一层水溶解盐类能力弱，—78℃时仍不冻结，具有固态水性质，不能流动，但可转化为气态水而移动。
②在吸着水外表形成的薄膜水。
又称弱结合水。
土粒对它的吸引力减弱，受吸力为31～6.25大气压，与液态水性质相似，能从薄膜较厚处向较薄处移动。
③依靠毛细管的吸引力被保持在土壤孔隙中的毛细管水。
所受的吸力为6.25～0.08大气压。
毛细管水可传递静水压力，被植物根系全部吸收。
④受重力作用而移动的重力水，具一般液态水的性质。
除上层滞水外不易保持在土壤上层。
土壤水的增长、消退和动态变化与降水、蒸发、散发和径流有密切关系。
分布：
广义的土壤水是土壤中各种形态水分的总称。
有固态水、气态水和液态水三种。
主要来源于降雨、雪、灌溉水及地下水。
液态水根据其所受的力一般分为吸湿水、毛管水和重力水，分别代表吸附力、弯月面力和重力作用下的土壤水。
苏联学者还把由土粒表面的吸着力所保持的水分为吸湿水和结合水，后者又分为紧结合水和松结合水；毛管水又分为毛管支持水、毛管悬着水以及毛管上升水；重力水分渗透自由重力水和自由重力水等。
土壤水是土壤的重要组成，是影响土壤肥力和自净能力的主要因素之一。
固态水——土壤水冻结时形成的冰晶。
汽态水——存在于土壤空气中的水蒸汽。
束缚水——又分为吸湿水（紧束缚水）和膜状水（松束缚水）。
自由水——又分为毛管水、重力水和地下水，其中毛管水又分为悬着水和支持毛管水。