土壤学(第五章)土壤水
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存在于毛管孔隙(capillary pore)中为弯月面力 所保持的水分。
6
毛管作用力范围：
水
沿
0.1—1mm 有明显的毛管作用
着
0.05—0.1mm
毛
毛管作用较强
管
0.05—0.005mm
上
毛管作用最强
升
<0.001mm
毛管作用消失
(1) 毛管上升水(capillary supporting water) 与地下水有联系，随毛管上升保持在土壤中的水分。
及土壤水分含量的测定
一、土壤水的类型划分及有效性
（一）土壤水的类型划分 1. 吸湿水(hydroscopic water) （紧束缚水） 土粒通过吸附力吸附空气中水汽分子所保持的水分。 吸附力很强，可达31至10000atm，因而水的密度增大，
可达1.5g/cm3，无溶解能力，不移动，通常在105～110℃ 条件下烘干除去。对植物无效。
（非活性孔度＝凋萎系数×容重）
13
3. 田间持水量(field capacity) 毛管悬着水达最大量时的土壤含水量。它是反映土壤
保水能力大小的一个指标。 计算土壤灌溉水量时以田间持水量为指标，既节约用
水，又避免超过田间持水量的水分作为重力水下渗后抬高 地下水位。
4. 毛管持水量(capillary capacity) 毛管上升水达最大量时的土壤含水量。
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
第五章 土壤水
主要内容
1.土壤水的类型划分及土壤水分含量的测定 2.土壤水的能态 3.土壤水的运动 4.土壤中的溶质运移
教学目标 与要求
1.掌握土壤水的各种概念、各种水分常数； 2.弄清土水势的定义及其各分势； 3.重点掌握土壤水分运动规律; 4.弄清饱和流和非饱和流的区别。
第一节 土壤水的类型划分
土壤质地愈粘重，吸湿系数愈大。
土壤
紫色土 黄 壤 wk.baidu.com 土 砂 土
质地
粘 土 重 壤 中 壤 砂壤
吸湿系数（%） 7.53
4.11 2.52 0.8
2. 凋萎系数 (wilting coefficient) 植物永久凋萎时的土壤最大含水量。
土壤凋萎系数的大小，通常用吸湿系数的1.5～2.0倍 来衡量。质地愈粘重，凋萎系数愈大。
要存在于土壤通气孔隙中。
（二）土壤水分常数(soil moisture constant)
土壤中某种水分类型的最大含量，随土壤性质而定， 是一个比较固定的数值，故称水分常数。
10
1. 吸湿系数 (hygroscopic coefficient) 吸湿水的最大含量，也称最大吸湿量。
吸湿水的含量受空气相对湿度影响，测定吸湿系数是 在空气相对湿度98%(或99%)条件下，让土壤充分吸湿(通 常为一周时间)，达到稳定后在105℃～110℃条件下烘干 测定得到吸湿系数。
土粒
毛管 上升 水示 意图
地下水位
(2) 毛管悬着水(capillary suspending water)
与地下水无联系，由毛管力保持在土壤毛管孔隙中 的水分，好象悬在土壤中一样。
土粒
毛管 悬着 水示 意图
4. 重力水 (gravitational water)
受重力作用可以从土壤中排出的水分，主
4
2. 膜状水 (membraneous water)
土粒吸附力所保持的液态水，在土粒周围形成连续水膜。
膜 状 水 示 意 图
保持的力较吸湿水低，6.25～31atm，密度较 吸湿水小，无溶解性；移动缓慢，由水膜厚的地 方往水膜薄的地方移动，速度仅0.2～0.4mm/hr。 膜状水对植物有效性低，仅部分有效。 3. 毛管水 (capillary water)
只含有吸湿水的土壤称为风干土；
除去吸湿水的绝对干土称为烘干土。 风干土重
烘干土重= ——————— 1+吸湿水%
风干土重=烘干土重× （1+吸湿水%） 土壤吸湿水含量受土壤质地的影响，粘质土吸附力强， 保持的吸湿水多，砂质土则吸湿水含量低 。 吸湿水含量还受空气湿度的影响，空气相对湿度高， 吸湿水含量高，反之则吸湿水含量低。
土壤含水量(soil water content)
17
二、土壤水含量的表示方法 1. 重量百分数(weight percent)(水w %)
Mw 水w %= ———×100
Ms 计算土壤含水量时，是以干土重为计算基础，这样 才能反映土壤的水分状况。
2. 容积百分数(bulk volume percent)(水v%)
水v%=水w%×土壤容重
18
3. 水层厚度（水mm） 即在一定厚度的土层中，水分的厚度毫米数。 水 mm=水v% × 土层厚度 优点:与气象资料和作物耗水量所用的水分表示方法
一致，便于互相比较和互相换算。 例： 容重为1.2g/cm3的土壤，初始含水量为10%，
田间持水量为30%，降雨10mm，若全部入渗，可使多 深土层达田间持水量？ 解：先将土壤含水量水w%换算为水v%
初始含水量 水v%=10%×1.2=12%
19
田间持水量 水v%=30%×1.2=36% 因水mm= 水v% ×土层厚度 土层厚度=水mm/水v%=10/(0.36-0.12) =41.7（mm） 4. 水贮量(方/亩) 1亩地土壤水贮量(方/亩)的计算公式为： 方/亩 =2/3水mm 方/亩=水mm×1/1000×10000/15=2/3水mm 作用：与灌溉水量的表示方法一致，便于计算库容
土壤14 学
毛管上升水与地下水有联系，受地下水压的影响， 因此毛管持水量通常大于田间持水量。毛管持水量是 计算土壤毛管孔隙度的依据。
（毛管孔度＝毛管持水量 ×容重） （通气孔度＝总孔度－非活性孔度－毛管孔度）
5. 饱和持水量(saturated water content) 土壤孔隙全部充满水时的含水量称为饱和持水量。
砂土 砂壤土 轻壤土 中壤土 重壤土 粘土
田间持水量(%) 12 18
22
24
26 30
凋萎系数(%)
3
5
6
9
11 15
有效水最大含量(%) 9 13
16
15
15
116 5
(hygroscopic coefficient)
(wilting coefficient)
(field capacity)
(saturated water content)
6
毛管作用力范围：
水
沿
0.1—1mm 有明显的毛管作用
着
0.05—0.1mm
毛
毛管作用较强
管
0.05—0.005mm
上
毛管作用最强
升
<0.001mm
毛管作用消失
(1) 毛管上升水(capillary supporting water) 与地下水有联系，随毛管上升保持在土壤中的水分。
及土壤水分含量的测定
一、土壤水的类型划分及有效性
（一）土壤水的类型划分 1. 吸湿水(hydroscopic water) （紧束缚水） 土粒通过吸附力吸附空气中水汽分子所保持的水分。 吸附力很强，可达31至10000atm，因而水的密度增大，
可达1.5g/cm3，无溶解能力，不移动，通常在105～110℃ 条件下烘干除去。对植物无效。
（非活性孔度＝凋萎系数×容重）
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3. 田间持水量(field capacity) 毛管悬着水达最大量时的土壤含水量。它是反映土壤
保水能力大小的一个指标。 计算土壤灌溉水量时以田间持水量为指标，既节约用
水，又避免超过田间持水量的水分作为重力水下渗后抬高 地下水位。
4. 毛管持水量(capillary capacity) 毛管上升水达最大量时的土壤含水量。
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（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
第五章 土壤水
主要内容
1.土壤水的类型划分及土壤水分含量的测定 2.土壤水的能态 3.土壤水的运动 4.土壤中的溶质运移
教学目标 与要求
1.掌握土壤水的各种概念、各种水分常数； 2.弄清土水势的定义及其各分势； 3.重点掌握土壤水分运动规律; 4.弄清饱和流和非饱和流的区别。
第一节 土壤水的类型划分
土壤质地愈粘重，吸湿系数愈大。
土壤
紫色土 黄 壤 wk.baidu.com 土 砂 土
质地
粘 土 重 壤 中 壤 砂壤
吸湿系数（%） 7.53
4.11 2.52 0.8
2. 凋萎系数 (wilting coefficient) 植物永久凋萎时的土壤最大含水量。
土壤凋萎系数的大小，通常用吸湿系数的1.5～2.0倍 来衡量。质地愈粘重，凋萎系数愈大。
要存在于土壤通气孔隙中。
（二）土壤水分常数(soil moisture constant)
土壤中某种水分类型的最大含量，随土壤性质而定， 是一个比较固定的数值，故称水分常数。
10
1. 吸湿系数 (hygroscopic coefficient) 吸湿水的最大含量，也称最大吸湿量。
吸湿水的含量受空气相对湿度影响，测定吸湿系数是 在空气相对湿度98%(或99%)条件下，让土壤充分吸湿(通 常为一周时间)，达到稳定后在105℃～110℃条件下烘干 测定得到吸湿系数。
土粒
毛管 上升 水示 意图
地下水位
(2) 毛管悬着水(capillary suspending water)
与地下水无联系，由毛管力保持在土壤毛管孔隙中 的水分，好象悬在土壤中一样。
土粒
毛管 悬着 水示 意图
4. 重力水 (gravitational water)
受重力作用可以从土壤中排出的水分，主
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2. 膜状水 (membraneous water)
土粒吸附力所保持的液态水，在土粒周围形成连续水膜。
膜 状 水 示 意 图
保持的力较吸湿水低，6.25～31atm，密度较 吸湿水小，无溶解性；移动缓慢，由水膜厚的地 方往水膜薄的地方移动，速度仅0.2～0.4mm/hr。 膜状水对植物有效性低，仅部分有效。 3. 毛管水 (capillary water)
只含有吸湿水的土壤称为风干土；
除去吸湿水的绝对干土称为烘干土。 风干土重
烘干土重= ——————— 1+吸湿水%
风干土重=烘干土重× （1+吸湿水%） 土壤吸湿水含量受土壤质地的影响，粘质土吸附力强， 保持的吸湿水多，砂质土则吸湿水含量低 。 吸湿水含量还受空气湿度的影响，空气相对湿度高， 吸湿水含量高，反之则吸湿水含量低。
土壤含水量(soil water content)
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二、土壤水含量的表示方法 1. 重量百分数(weight percent)(水w %)
Mw 水w %= ———×100
Ms 计算土壤含水量时，是以干土重为计算基础，这样 才能反映土壤的水分状况。
2. 容积百分数(bulk volume percent)(水v%)
水v%=水w%×土壤容重
18
3. 水层厚度（水mm） 即在一定厚度的土层中，水分的厚度毫米数。 水 mm=水v% × 土层厚度 优点:与气象资料和作物耗水量所用的水分表示方法
一致，便于互相比较和互相换算。 例： 容重为1.2g/cm3的土壤，初始含水量为10%，
田间持水量为30%，降雨10mm，若全部入渗，可使多 深土层达田间持水量？ 解：先将土壤含水量水w%换算为水v%
初始含水量 水v%=10%×1.2=12%
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田间持水量 水v%=30%×1.2=36% 因水mm= 水v% ×土层厚度 土层厚度=水mm/水v%=10/(0.36-0.12) =41.7（mm） 4. 水贮量(方/亩) 1亩地土壤水贮量(方/亩)的计算公式为： 方/亩 =2/3水mm 方/亩=水mm×1/1000×10000/15=2/3水mm 作用：与灌溉水量的表示方法一致，便于计算库容
土壤14 学
毛管上升水与地下水有联系，受地下水压的影响， 因此毛管持水量通常大于田间持水量。毛管持水量是 计算土壤毛管孔隙度的依据。
（毛管孔度＝毛管持水量 ×容重） （通气孔度＝总孔度－非活性孔度－毛管孔度）
5. 饱和持水量(saturated water content) 土壤孔隙全部充满水时的含水量称为饱和持水量。
砂土 砂壤土 轻壤土 中壤土 重壤土 粘土
田间持水量(%) 12 18
22
24
26 30
凋萎系数(%)
3
5
6
9
11 15
有效水最大含量(%) 9 13
16
15
15
116 5
(hygroscopic coefficient)
(wilting coefficient)
(field capacity)
(saturated water content)