土壤學(xué)第06章

1、1第七章第七章 土壤水土壤水土壤水的類型土壤水的類型 第一節(jié)第一節(jié) 土壤水的類型劃分及土壤水分含量測(cè)定土壤水的類型劃分及土壤水分含量測(cè)定 一、土壤水的類型劃分及有效性一、土壤水的類型劃分及有效性1 1、吸濕水（緊束縛水）、吸濕水（緊束縛水） 2、膜狀水（松束縛水）、膜狀水（松束縛水）3、毛管水、毛管水4、重力水、重力水（一）（一）2 風(fēng)干土重風(fēng)干土重 烘干土重烘干土重= 1+吸濕水吸濕水% 風(fēng)干土風(fēng)干土 烘干土烘干土 吸濕水吸濕水有無(wú) 風(fēng)干土重風(fēng)干土重 烘干土重烘干土重= 1+吸濕水吸濕水% 風(fēng)干土風(fēng)干土 烘干土烘干土 吸濕水吸濕水有無(wú) 風(fēng)干土重風(fēng)干土重 烘干土重烘干土重= 1+吸濕水吸濕水%

2、 風(fēng)干土風(fēng)干土 烘干土烘干土 吸濕水吸濕水有無(wú) 風(fēng)干土重風(fēng)干土重 烘干土重烘干土重= 1+吸濕水吸濕水% 風(fēng)干土風(fēng)干土 烘干土烘干土 吸濕水吸濕水有無(wú)定義定義土粒通過(guò)吸附力吸附空氣中水汽分子所保持的水分土粒通過(guò)吸附力吸附空氣中水汽分子所保持的水分 吸附力很強(qiáng)，達(dá)吸附力很強(qiáng)，達(dá)3110000個(gè)大氣壓，使個(gè)大氣壓，使水水增增大，可達(dá)大，可達(dá)1.5g/cm3；無(wú)溶解能力，不移動(dòng)，通常；無(wú)溶解能力，不移動(dòng)，通常在在105110條件下烘干除去。條件下烘干除去。特點(diǎn)特點(diǎn)對(duì)植物對(duì)植物無(wú)效無(wú)效 土壤吸濕水含量受土壤吸濕水含量受土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地和和空氣濕度空氣濕度的影響。粘質(zhì)的影響。粘質(zhì)土吸附力強(qiáng)，吸濕水含量土

3、吸附力強(qiáng)，吸濕水含量高高，砂質(zhì)土則吸濕水含量，砂質(zhì)土則吸濕水含量低低；空；空氣相對(duì)濕度高，吸濕水含量氣相對(duì)濕度高，吸濕水含量高高，反之則吸濕水含量，反之則吸濕水含量低低。吸吸濕濕水水一、土壤水的類型劃分及有效性（續(xù)）一、土壤水的類型劃分及有效性（續(xù)）3 2 2、膜狀水：土粒吸附力所保持的液態(tài)水，在土粒周圍形、膜狀水：土粒吸附力所保持的液態(tài)水，在土粒周圍形成連續(xù)水膜。成連續(xù)水膜。 一、土壤水的類型劃分及有效性（續(xù)）一、土壤水的類型劃分及有效性（續(xù)）3、毛管水：、毛管水： 存在毛管孔隙中為彎月面力所保持的水分。存在毛管孔隙中為彎月面力所保持的水分。分為毛管上升水和毛管懸著水分為毛管上升水和毛管懸著

4、水4、重力水、重力水 ：受重力作用可以從土壤中排出的水分，主：受重力作用可以從土壤中排出的水分，主要存在于土壤通氣孔隙中。要存在于土壤通氣孔隙中。 4 土壤中某種水分類型的最大含量，隨土壤性質(zhì)而土壤中某種水分類型的最大含量，隨土壤性質(zhì)而定，是一個(gè)比較固定的數(shù)值，故稱水分常數(shù)。定，是一個(gè)比較固定的數(shù)值，故稱水分常數(shù)。 一、土壤水的類型劃分及有效性（續(xù)）一、土壤水的類型劃分及有效性（續(xù)）（二）土壤水分常數(shù)（二）土壤水分常數(shù) 1 1、吸濕系數(shù)、吸濕系數(shù) 吸濕水的最大含量稱為吸濕系數(shù)吸濕水的最大含量稱為吸濕系數(shù)(最大吸濕量最大吸濕量)。 測(cè)定吸濕系數(shù)是在空氣相對(duì)濕度測(cè)定吸濕系數(shù)是在空氣相對(duì)濕度98%(

5、或或99%)條件下，條件下，讓土壤充分吸濕讓土壤充分吸濕(通常為一周時(shí)間通常為一周時(shí)間)，達(dá)到穩(wěn)定后在，達(dá)到穩(wěn)定后在105110條件下烘干測(cè)定得到吸濕系數(shù)。條件下烘干測(cè)定得到吸濕系數(shù)。土壤質(zhì)地愈粘重，吸濕系數(shù)愈大。土壤質(zhì)地愈粘重，吸濕系數(shù)愈大。 土土 壤壤 紫色土紫色土 黃黃 壤壤 潮潮 土土 砂砂 土土 質(zhì)質(zhì) 地地 粘粘 土土 重重 壤壤 中中 壤壤 砂砂 土土 吸濕系數(shù)（吸濕系數(shù)（%） 7.53 4.11 2.52 0.85 2 2、凋萎系數(shù)、凋萎系數(shù) 植物永久凋萎時(shí)的土壤含水量稱為凋萎系數(shù)。植物永久凋萎時(shí)的土壤含水量稱為凋萎系數(shù)。 土壤凋萎系數(shù)的大小，通常用吸濕系數(shù)的土壤凋萎系數(shù)的大小，

6、通常用吸濕系數(shù)的1.52.0倍來(lái)衡量。質(zhì)地愈粘重，凋萎系數(shù)愈大。倍來(lái)衡量。質(zhì)地愈粘重，凋萎系數(shù)愈大。 （非活性孔度凋萎系數(shù)（非活性孔度凋萎系數(shù)容重）容重） 3、田間持水量、田間持水量 毛管懸著水達(dá)最大量時(shí)的土壤含水量。它是反映土毛管懸著水達(dá)最大量時(shí)的土壤含水量。它是反映土壤保水能力大小的一個(gè)指標(biāo)。壤保水能力大小的一個(gè)指標(biāo)。 計(jì)算土壤灌溉水量時(shí)以田間持水量為指標(biāo)，既節(jié)約計(jì)算土壤灌溉水量時(shí)以田間持水量為指標(biāo)，既節(jié)約用水，又避免超過(guò)田間持水量的水分作為重力水下滲后用水，又避免超過(guò)田間持水量的水分作為重力水下滲后抬高地下水位。抬高地下水位。 4、毛管持水量、毛管持水量 毛管上升水達(dá)最大量時(shí)的土壤含水量

7、。毛管上升水達(dá)最大量時(shí)的土壤含水量。 6 毛管上升水與地下水有聯(lián)系，受地下水壓的影響，毛管上升水與地下水有聯(lián)系，受地下水壓的影響，因此毛管持水量通常大于田間持水量。毛管持水量是因此毛管持水量通常大于田間持水量。毛管持水量是計(jì)算土壤毛管孔隙度的計(jì)算土壤毛管孔隙度的依據(jù)依據(jù)。 （毛管孔度毛管持水量（毛管孔度毛管持水量 容重）容重）（通氣孔度總孔度非活性孔度毛管孔度）（通氣孔度總孔度非活性孔度毛管孔度） 5、飽和持水量、飽和持水量 土壤孔隙全部充滿水時(shí)的含水量稱為飽和持水量。土壤孔隙全部充滿水時(shí)的含水量稱為飽和持水量。 （三）土壤水的有效性（三）土壤水的有效性 土壤水的有效性是指土壤水能否被植物吸收

8、利用及土壤水的有效性是指土壤水能否被植物吸收利用及其難易程度。其難易程度。 不能被植物吸收利用的水稱為不能被植物吸收利用的水稱為無(wú)效水無(wú)效水，能被植物吸收利用的水稱為能被植物吸收利用的水稱為有效水有效水。最大有效水含量是凋萎系數(shù)至田間持水量的水分。最大有效水含量是凋萎系數(shù)至田間持水量的水分。7土壤含水量土壤含水量8土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地砂土砂土 砂壤土砂壤土 輕壤土輕壤土 中壤土中壤土 重壤土重壤土粘土粘土田間持水量田間持水量(%)(%)121218182222242426263030凋萎系數(shù)凋萎系數(shù)(%)(%)3 35 56 69 911111515有效水最大含量有效水最大含量(%)(%)9 91

9、3131616151515151515土壤質(zhì)地與有效水最大含量的關(guān)系土壤質(zhì)地與有效水最大含量的關(guān)系一、土壤水的類型劃分及有效性（續(xù)）一、土壤水的類型劃分及有效性（續(xù)）9 1、重量百分?jǐn)?shù)、重量百分?jǐn)?shù)(水水w %) 計(jì)算土壤含水量時(shí)，以干土重為計(jì)算基礎(chǔ)，這樣才計(jì)算土壤含水量時(shí)，以干土重為計(jì)算基礎(chǔ)，這樣才能反映土壤的水分狀況。能反映土壤的水分狀況。 2、容積百分?jǐn)?shù)、容積百分?jǐn)?shù)(水水v%) 土壤所含水分的容積總量占土壤總?cè)莘e的百分?jǐn)?shù)土壤所含水分的容積總量占土壤總?cè)莘e的百分?jǐn)?shù) 根據(jù)水分的容積百分?jǐn)?shù)可算出土壤中空氣含量根據(jù)水分的容積百分?jǐn)?shù)可算出土壤中空氣含量并進(jìn)而算出土壤固、液、氣三相的比例。并進(jìn)而算出土

10、壤固、液、氣三相的比例。二、土壤水含量的表示方法二、土壤水含量的表示方法土壤樣品水分重量土壤樣品水分重量(Mw)水水w %= 100 土壤樣品干土重土壤樣品干土重(Ms)水水v%=水水w%土壤容重土壤容重10 3、土壤水貯量、土壤水貯量（1 1）水層厚度（水深）（水水層厚度（水深）（水mm） 水水 mm=水水v% 土層厚度土層厚度 二、土壤水含量的表示方法二、土壤水含量的表示方法(續(xù)續(xù)) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : 與氣象資料和作物耗水量所用的水分表示方與氣象資料和作物耗水量所用的水分表示方法一致，便于互相比較和互相換算法一致，便于互相比較和互相換算 。例：例： 容重為容重為1.2g/cm3的土壤，初始含

11、水量為的土壤，初始含水量為10%，田間持水量為，田間持水量為30%，降雨降雨10mm，若全部入滲，可使多深土層達(dá)田間持水量？，若全部入滲，可使多深土層達(dá)田間持水量？ 解解: 先將土壤含水量水先將土壤含水量水w%換算為水換算為水v% 初始含水量初始含水量 水水v%=10%1.2=12% 田間持水量田間持水量 水水v%=30%1.2=36% 因水因水mm= 水水v% 土層厚度土層厚度 土層厚度土層厚度=水水mm/水水v%=10/(0.36-0.12) =41.7（mm）11 作用作用:與灌溉水量的表示方法一致，便于計(jì)算庫(kù)容和灌水量。與灌溉水量的表示方法一致，便于計(jì)算庫(kù)容和灌水量。 例：例：一容重為

12、一容重為1g/cm1g/cm3 3的土壤，初始含水量為的土壤，初始含水量為12%12%，田間，田間持水量為持水量為30%30%，要使，要使30cm30cm土層含水量達(dá)田間持水量的土層含水量達(dá)田間持水量的80%80%，需灌水多少（方需灌水多少（方/ /畝）？畝）？ 解：田間持水量的解：田間持水量的80%為：為：30%80%=24% 30cm土層含水達(dá)田間持水量土層含水達(dá)田間持水量80%時(shí)時(shí) 水水mm=(0.24-0.12)1300=36(mm) 2/336=24(方方/畝畝) 方方/ /畝畝= =水水mmmm1/10001/100010000/15=2/310000/15=2/3水水mmmm（2

13、）水貯量）水貯量(方方/畝畝) 1畝地土壤水貯量畝地土壤水貯量(方方/畝畝)的計(jì)算公式為：的計(jì)算公式為：12 4、相對(duì)含水量（、相對(duì)含水量（%） 指土壤自然含水量占某種水分常數(shù)（一般是以田間指土壤自然含水量占某種水分常數(shù)（一般是以田間持水量為基數(shù)）的百分?jǐn)?shù)。持水量為基數(shù)）的百分?jǐn)?shù)。 土壤含水量土壤含水量 土壤相對(duì)含水量土壤相對(duì)含水量= 100% 田間持水量田間持水量 通常相對(duì)含水量為通常相對(duì)含水量為60%至至80%，是適宜一般農(nóng)作物，是適宜一般農(nóng)作物以及微生物活動(dòng)的水分條件以及微生物活動(dòng)的水分條件 。二、土壤水含量的表示方法二、土壤水含量的表示方法(續(xù)續(xù))13 1 1、經(jīng)典烘干法、經(jīng)典烘干法

14、在在105105110110條件下，烘至恒重，為烘干土重，以此條件下，烘至恒重，為烘干土重，以此為基礎(chǔ)計(jì)算水分重（蒸發(fā)損失量）的百分比（為基礎(chǔ)計(jì)算水分重（蒸發(fā)損失量）的百分比（% %）。）。 此法費(fèi)事，不便定位測(cè)定。此法費(fèi)事，不便定位測(cè)定。 改進(jìn)快速法改進(jìn)快速法 紅外線烘干法、微波爐烘干法、紅外線烘干法、微波爐烘干法、 酒精烘干法、酒精燒失法等。酒精烘干法、酒精燒失法等。 2 2、中子法、中子法 簡(jiǎn)便、較精確。只能用于較深土層水分測(cè)定，不能用簡(jiǎn)便、較精確。只能用于較深土層水分測(cè)定，不能用于土表薄層土。有機(jī)質(zhì)中的氫會(huì)影響于土表薄層土。有機(jī)質(zhì)中的氫會(huì)影響H H2 2O O的測(cè)定結(jié)果。的測(cè)定結(jié)果。

15、3 3、TDRTDR法（時(shí)域反射儀法）法（時(shí)域反射儀法） 三、水分含量的測(cè)定三、水分含量的測(cè)定141、土水勢(shì)、土水勢(shì) 土壤水的自由能與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)水自由能的差值。土壤水的自由能與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)水自由能的差值。 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)水標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)水與土壤水等溫、等壓、等高的與土壤水等溫、等壓、等高的純凈自由水。假定其自由能為純凈自由水。假定其自由能為零零，作為參比標(biāo)準(zhǔn)，作為參比標(biāo)準(zhǔn)， 土壤水自由能與其比較差值一般為負(fù)值。差值大，土壤水自由能與其比較差值一般為負(fù)值。差值大，表明水不活躍，能量低；差值小，表明土壤水與自表明水不活躍，能量低；差值小，表明土壤水與自由水接近，活躍，能量高。由水接近，活躍，能量高。水流動(dòng)方向：水流

16、動(dòng)方向：土水勢(shì)高土水勢(shì)高（負(fù)值?。ㄘ?fù)值小）低低（負(fù)值大）（負(fù)值大）第二節(jié)第二節(jié) 土壤水的能態(tài)土壤水的能態(tài)一、土水勢(shì)及其分勢(shì)一、土水勢(shì)及其分勢(shì)15 2 2、土水勢(shì)分勢(shì)、土水勢(shì)分勢(shì) (1)(1) 基模勢(shì)基模勢(shì) m 也稱基質(zhì)勢(shì)，是由土粒吸附力和毛管力所產(chǎn)生也稱基質(zhì)勢(shì)，是由土粒吸附力和毛管力所產(chǎn)生的。在土壤水不飽和的情況下，非鹽堿化土壤的土的。在土壤水不飽和的情況下，非鹽堿化土壤的土水勢(shì)以水勢(shì)以m為主。為主。 (2)(2) 溶質(zhì)勢(shì)溶質(zhì)勢(shì)(滲透勢(shì)滲透勢(shì))s 由溶質(zhì)對(duì)水的吸附所產(chǎn)生。土壤水不是純水，由溶質(zhì)對(duì)水的吸附所產(chǎn)生。土壤水不是純水，其中有溶質(zhì)，而水分子是極性分子，與溶質(zhì)之間可其中有溶質(zhì)，而水分子是

17、極性分子，與溶質(zhì)之間可產(chǎn)生靜電吸附，產(chǎn)生產(chǎn)生靜電吸附，產(chǎn)生s 。 一、土水勢(shì)及其分勢(shì)（續(xù)）一、土水勢(shì)及其分勢(shì)（續(xù)）16 (3) (3) 重力勢(shì)重力勢(shì) gg 由重力作用產(chǎn)生的水勢(shì)。如果土壤水在參照面之由重力作用產(chǎn)生的水勢(shì)。如果土壤水在參照面之上，則重力勢(shì)為正，反之，重力勢(shì)為負(fù)。上，則重力勢(shì)為正，反之，重力勢(shì)為負(fù)。 (4) (4) 壓力勢(shì)壓力勢(shì) pp 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)水的壓力為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)水的壓力為1 1個(gè)大氣壓，但在土壤中的個(gè)大氣壓，但在土壤中的水所受到的壓力，在局部地方就不一定為水所受到的壓力，在局部地方就不一定為1 1個(gè)大氣壓。個(gè)大氣壓。 如果土壤中有水柱或水層，就有一定的靜水壓；如果土壤中有水柱或水層

18、，就有一定的靜水壓； 懸浮于水中的物質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生一定的荷載壓。若存懸浮于水中的物質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生一定的荷載壓。若存在上述狀況則在上述狀況則p為正值。為正值。 土水勢(shì)土水勢(shì)t=m+s+g+p 一、土水勢(shì)及其分勢(shì)（續(xù)）一、土水勢(shì)及其分勢(shì)（續(xù)）17 土壤水承受一定吸附力情況下的能態(tài)土壤水承受一定吸附力情況下的能態(tài)。 水吸力只水吸力只相當(dāng)于土水勢(shì)的基膜勢(shì)和溶質(zhì)勢(shì)，數(shù)值相等，符號(hào)相相當(dāng)于土水勢(shì)的基膜勢(shì)和溶質(zhì)勢(shì)，數(shù)值相等，符號(hào)相反。反。 基膜勢(shì)和溶質(zhì)勢(shì)一般為負(fù)值，使用不方便，故將其基膜勢(shì)和溶質(zhì)勢(shì)一般為負(fù)值，使用不方便，故將其取為正數(shù)，定義為吸力（取為正數(shù)，定義為吸力（S），分別稱為基質(zhì)吸力和），分別稱為基質(zhì)吸力和

19、溶質(zhì)吸力。溶質(zhì)吸力。 在土壤水分的保持和運(yùn)動(dòng)中，不考慮在土壤水分的保持和運(yùn)動(dòng)中，不考慮s，故一般，故一般水吸力指基質(zhì)吸力，其值與水吸力指基質(zhì)吸力，其值與m相等，符號(hào)相反。相等，符號(hào)相反。 溶質(zhì)吸力只在根系吸水溶質(zhì)吸力只在根系吸水( (有半透膜存在有半透膜存在) )時(shí)才表現(xiàn)出時(shí)才表現(xiàn)出來(lái)。來(lái)。二、土壤水吸力二、土壤水吸力18 土水勢(shì)或水吸力的表示方法，以使用水柱高度的厘米土水勢(shì)或水吸力的表示方法，以使用水柱高度的厘米 數(shù)來(lái)表示最簡(jiǎn)便，最易理解數(shù)來(lái)表示最簡(jiǎn)便，最易理解 。 pF：水柱高度厘米數(shù)的對(duì)數(shù)：水柱高度厘米數(shù)的對(duì)數(shù) 1大氣壓大氣壓(atm)=1033cm水柱水柱=pF 3.01bar=100

20、0mbar 標(biāo)準(zhǔn)壓力單位為帕標(biāo)準(zhǔn)壓力單位為帕(Pa)，常用百帕，常用百帕(hPa) 兆帕兆帕(MPa=106Pa)=10bar 1 Pa=1.0210-2cm水柱，水柱，1bar=1020cm水柱水柱 1bar=1020cm水柱水柱=105Pa=103hPa=10-1MPa 1mbar=1hPa=1.02cm水柱水柱 三、水分能量的表示方法三、水分能量的表示方法19 1、張力計(jì)法（負(fù)壓計(jì)或濕度計(jì)），測(cè)定水不飽和、張力計(jì)法（負(fù)壓計(jì)或濕度計(jì)），測(cè)定水不飽和土壤的基質(zhì)勢(shì)或基質(zhì)吸力。土壤的基質(zhì)勢(shì)或基質(zhì)吸力。張力計(jì)法，壓力膜法，冰點(diǎn)下降法，水氣壓法張力計(jì)法，壓力膜法，冰點(diǎn)下降法，水氣壓法四、土水勢(shì)的測(cè)定

21、方法四、土水勢(shì)的測(cè)定方法20 2、壓力膜法：根據(jù)土壤在不同壓力下排水的、壓力膜法：根據(jù)土壤在不同壓力下排水的原理測(cè)定，可測(cè)水吸力原理測(cè)定，可測(cè)水吸力120bar。 張力計(jì)法適用范圍張力計(jì)法適用范圍800/850hPa以下，超過(guò)此范以下，超過(guò)此范圍，就有空氣進(jìn)入陶土管而失效。圍，就有空氣進(jìn)入陶土管而失效。 旱地作物可吸水的吸力范圍多在旱地作物可吸水的吸力范圍多在1000hPa以下，以下，故張力計(jì)有一定實(shí)用價(jià)值。故張力計(jì)有一定實(shí)用價(jià)值。四、土水勢(shì)的測(cè)定方法（續(xù)）四、土水勢(shì)的測(cè)定方法（續(xù)）21五、土壤水分特征曲線五、土壤水分特征曲線 （一）（一）土壤水分特征曲線土壤水分特征曲線 土壤水的能量指標(biāo)（水

22、吸力）與數(shù)量指標(biāo)（含水量）土壤水的能量指標(biāo)（水吸力）與數(shù)量指標(biāo)（含水量）的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。 隨著土壤含水隨著土壤含水量的減少其水吸力量的減少其水吸力增大，基質(zhì)勢(shì)降低，增大，基質(zhì)勢(shì)降低，植物根系吸水難度植物根系吸水難度增大，水分有效性增大，水分有效性降低。降低。22經(jīng)驗(yàn)公式：土壤水吸力（經(jīng)驗(yàn)公式：土壤水吸力（S S）與含水量）與含水量（二）土壤水分特征曲線的影響因素（二）土壤水分特征曲線的影響因素土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地 假定土壤水吸力為假定土壤水吸力為300cm300cm，各種質(zhì)地土壤的含水，各種質(zhì)地土壤的含水量（容積量（容積% %）約為：細(xì)砂土）約為：細(xì)砂土 8%8%，砂壤土，砂壤土15%15

23、%，壤土，壤土34%34%，粘土，粘土42% 42% 。S= ab 或或 S=a(/s)b S=A（s-）n/m式中：式中： S水吸力（水吸力（Pa） 含水量（含水量（%） s飽和含水量（飽和含水量（%） a、b、A、n、m為相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)為相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)2324 土壤結(jié)構(gòu)和緊實(shí)度（容重）土壤結(jié)構(gòu)和緊實(shí)度（容重） 在同一吸力值下，容重愈大的土壤，含水量愈高。在同一吸力值下，容重愈大的土壤，含水量愈高。溫度溫度 影響水的粘滯性和表面張力。土溫升高，水的基質(zhì)影響水的粘滯性和表面張力。土溫升高，水的基質(zhì)勢(shì)增大，有效性提高。勢(shì)增大，有效性提高。 水分滯后現(xiàn)象水分滯后現(xiàn)象 土壤吸濕（水）過(guò)程中，土壤吸濕

24、（水）過(guò)程中，S隨隨增加而降低的速度較快。增加而降低的速度較快。土壤脫濕土壤脫濕( (水水) )過(guò)程中，過(guò)程中， S隨隨減少而增大的速度較慢。同一減少而增大的速度較慢。同一土壤的兩種水分特征曲線不土壤的兩種水分特征曲線不重合。砂質(zhì)土的滯后現(xiàn)象比重合。砂質(zhì)土的滯后現(xiàn)象比粘質(zhì)土更明顯。粘質(zhì)土更明顯。25 （三）土壤水分特征曲線的應(yīng)用（三）土壤水分特征曲線的應(yīng)用 1 1、 用于土壤水吸力與含水量之間的換算用于土壤水吸力與含水量之間的換算 不同土壤的水吸力相同，水分有效性相同，但含水不同土壤的水吸力相同，水分有效性相同，但含水量不同，因而有效水的數(shù)量不同。量不同，因而有效水的數(shù)量不同。 2 2、用于各

25、級(jí)孔徑、孔隙及其容積（、用于各級(jí)孔徑、孔隙及其容積（V V，% %）的計(jì)算）的計(jì)算 D=3/TD=3/T 3 3、計(jì)算水容量（又稱比水容）、計(jì)算水容量（又稱比水容） 指水吸力變化指水吸力變化1 1個(gè)單位土壤吸入或釋出的水量個(gè)單位土壤吸入或釋出的水量(ml/bar g)(ml/bar g)，即水分特征曲線的斜率（，即水分特征曲線的斜率（d/dsd/ds），），可作為土壤供水能力的指標(biāo)?？勺鳛橥寥拦┧芰Φ闹笜?biāo)。五、土壤水分特征曲線五、土壤水分特征曲線 （續(xù)）26 q=-kdh/dx q q 為單位時(shí)間通過(guò)單位斷面水的容積為單位時(shí)間通過(guò)單位斷面水的容積 dh/dxdh/dx水壓梯度水壓梯度 “ “

26、-”-”表示水流方向表示水流方向 k k 為導(dǎo)水率，即單位壓力梯度下水的流量為導(dǎo)水率，即單位壓力梯度下水的流量 第一階段：不飽和流動(dòng)第一階段：不飽和流動(dòng) 第二階段：飽和流動(dòng)第二階段：飽和流動(dòng) 其運(yùn)動(dòng)可用達(dá)西定律來(lái)表示：其運(yùn)動(dòng)可用達(dá)西定律來(lái)表示： 第三節(jié)第三節(jié) 土壤水的運(yùn)動(dòng)土壤水的運(yùn)動(dòng) k k主要受主要受孔徑大小孔徑大小影響影響 ，影響孔徑大小的因素有，影響孔徑大小的因素有質(zhì)地質(zhì)地、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)、陽(yáng)離子種類陽(yáng)離子種類。生產(chǎn)中要求土壤保持。生產(chǎn)中要求土壤保持適當(dāng)?shù)娘柡瓦m當(dāng)?shù)娘柡蚹 k。若。若k k值過(guò)小，值過(guò)小，造成透水通氣差，還原有害物質(zhì)易在土壤中積累，造成地表徑造成透水通氣差，還原有害物質(zhì)易在土壤

27、中積累，造成地表徑流；若流；若k k值過(guò)大，造成漏水漏肥現(xiàn)象。值過(guò)大，造成漏水漏肥現(xiàn)象。271、垂直向下的飽和流、垂直向下的飽和流 發(fā)生在雨后或稻田灌水以后。發(fā)生在雨后或稻田灌水以后。 3、垂直向上的飽和流、垂直向上的飽和流 發(fā)生在地下水位較高的地區(qū)；因不合理灌溉抬發(fā)生在地下水位較高的地區(qū)；因不合理灌溉抬高地下水位，引起垂直向上的飽和流，這是造成高地下水位，引起垂直向上的飽和流，這是造成土壤返鹽的重要原因。土壤返鹽的重要原因。 2、水平飽和流、水平飽和流 發(fā)生在灌溉渠道兩側(cè)的側(cè)滲；水庫(kù)的側(cè)滲；不發(fā)生在灌溉渠道兩側(cè)的側(cè)滲；水庫(kù)的側(cè)滲；不透水層上的水分沿傾斜面的流動(dòng)等水平飽和流。透水層上的水分沿傾

28、斜面的流動(dòng)等水平飽和流。一、土壤水的飽和流動(dòng)一、土壤水的飽和流動(dòng)28 土壤水的不飽和流動(dòng)的特點(diǎn)土壤水的不飽和流動(dòng)的特點(diǎn) ( (1) 1) 推動(dòng)力（推動(dòng)力（h h）包括基模勢(shì)和重力勢(shì)）包括基模勢(shì)和重力勢(shì) (2)k(2)k值不是一個(gè)常數(shù)，是一個(gè)含水量影響的變量。值不是一個(gè)常數(shù)，是一個(gè)含水量影響的變量。 含水量高，水勢(shì)高則含水量高，水勢(shì)高則k k值大，反之，水勢(shì)低則值大，反之，水勢(shì)低則k k值小。值小。 若水分是連續(xù)的，則隨著土壤含水量減少，若水分是連續(xù)的，則隨著土壤含水量減少，k k值逐漸值逐漸 降低；若是不連續(xù)的，則降低；若是不連續(xù)的，則k k值隨著含水量降低后急劇值隨著含水量降低后急劇下降。下

29、降。 (3)(3)流動(dòng)方向流動(dòng)方向 由水膜厚的地方向水膜薄的地方移動(dòng)；由曲率半徑由水膜厚的地方向水膜薄的地方移動(dòng)；由曲率半徑大的孔隙向曲率半徑小的孔隙移動(dòng)；由溫度高處向溫大的孔隙向曲率半徑小的孔隙移動(dòng)；由溫度高處向溫度低處移動(dòng)。度低處移動(dòng)。二、土壤水的不飽和流動(dòng)二、土壤水的不飽和流動(dòng)29u1、水汽運(yùn)動(dòng)的方式、水汽運(yùn)動(dòng)的方式u 土壤中水汽運(yùn)動(dòng)的主要方式是土壤中水汽運(yùn)動(dòng)的主要方式是，即由水汽壓，即由水汽壓高的地方向水汽壓低的地方擴(kuò)散移動(dòng)。高的地方向水汽壓低的地方擴(kuò)散移動(dòng)。u 擴(kuò)散系數(shù)土壤低于大氣。擴(kuò)散系數(shù)土壤低于大氣。u2、影響水汽壓梯度的因素、影響水汽壓梯度的因素 u 水汽壓梯度是水汽運(yùn)動(dòng)的主要

30、推動(dòng)力，它受水汽壓梯度是水汽運(yùn)動(dòng)的主要推動(dòng)力，它受和和兩個(gè)因素的影響，而又以溫度的影響為主。兩個(gè)因素的影響，而又以溫度的影響為主。u u 白天白天由溫度較高表層由溫度較高表層 底層，利于防止蒸發(fā)；底層，利于防止蒸發(fā)；u 夜晚夜晚由溫度較高底層由溫度較高底層 表層，利于土壤回潤(rùn)。表層，利于土壤回潤(rùn)。三、土壤中的水汽運(yùn)動(dòng)三、土壤中的水汽運(yùn)動(dòng)30 1、土面蒸發(fā)的條件、土面蒸發(fā)的條件 有足夠熱量達(dá)到地面滿足水的汽化熱；有足夠熱量達(dá)到地面滿足水的汽化熱； 水汽從地面移走；水汽從地面移走； 土壤水傳導(dǎo)至地面。土壤水傳導(dǎo)至地面。 2、土面蒸發(fā)的三個(gè)階段、土面蒸發(fā)的三個(gè)階段 大氣蒸發(fā)力控制（蒸發(fā)率不變）階段大

31、氣蒸發(fā)力控制（蒸發(fā)率不變）階段 控制因素控制因素大氣蒸發(fā)力。大氣蒸發(fā)力。 土壤導(dǎo)水率控制階段土壤導(dǎo)水率控制階段 控制因素控制因素土壤導(dǎo)水率。土壤導(dǎo)水率。 擴(kuò)散控制階段擴(kuò)散控制階段 水分水分 水氣水氣 大氣，蒸發(fā)量減小。大氣，蒸發(fā)量減小。四、土面蒸發(fā)四、土面蒸發(fā)31 雨水、灌水進(jìn)入土壤的兩個(gè)階段：雨水、灌水進(jìn)入土壤的兩個(gè)階段：入滲入滲和和再分布再分布。 1、入滲階段、入滲階段 滲吸和滲透過(guò)程滲吸和滲透過(guò)程地面供水，水自上而下垂直運(yùn)動(dòng)。地面供水，水自上而下垂直運(yùn)動(dòng)。 滲吸滲吸：土壤吸水，直至毛管孔隙水飽和，入滲速度：土壤吸水，直至毛管孔隙水飽和，入滲速度隨含水量增加而降低。隨含水量增加而降低。 供

32、水強(qiáng)度小，入滲速度主要取決于供水強(qiáng)度小，入滲速度主要取決于供水供水 供水強(qiáng)度大，入滲速度主要取決于土壤的供水強(qiáng)度大，入滲速度主要取決于土壤的入滲能力入滲能力五、土壤水的入滲和再分布五、土壤水的入滲和再分布32 入滲能力入滲能力是決定地表徑流的土壤因素，以入滲速是決定地表徑流的土壤因素，以入滲速率表示，率表示，mm/hmm/h，cm/dcm/d。 入滲能力取決于土壤的干濕度和孔隙狀況。入滲能力取決于土壤的干濕度和孔隙狀況。 滲透滲透：水分通過(guò)大孔隙下滲，飽和水流，速：水分通過(guò)大孔隙下滲，飽和水流，速度恒定度恒定最后入滲速率，反映土壤的滲水能力，稱最后入滲速率，反映土壤的滲水能力，稱滲透系數(shù)。滲透

33、系數(shù)。 地面供水期，土壤入滲水自上而下形成飽和層地面供水期，土壤入滲水自上而下形成飽和層延伸層延伸層濕潤(rùn)層（毛管水）及濕潤(rùn)前鋒。濕潤(rùn)層（毛管水）及濕潤(rùn)前鋒。五、土壤水的入滲和再分布（續(xù)）五、土壤水的入滲和再分布（續(xù)）332、土壤水的再分布、土壤水的再分布 地面停止供水，入滲終止。土壤入滲水在重力、地面停止供水，入滲終止。土壤入滲水在重力、吸力梯度和溫度梯度的作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，稱為吸力梯度和溫度梯度的作用下繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，稱為土壤水土壤水的再分布的再分布。 土壤水的再分布，對(duì)研究植物從不同深度土層吸土壤水的再分布，對(duì)研究植物從不同深度土層吸水有較大意義。某一土層水的損失，不完全是植物吸水有較大意義。某一

34、土層水的損失，不完全是植物吸水所致，還與上、下層水的再分布有關(guān)。水所致，還與上、下層水的再分布有關(guān)。五、土壤水的入滲和再分布（續(xù)）五、土壤水的入滲和再分布（續(xù)）34土壤土壤植物植物大氣連續(xù)體大氣連續(xù)體(SPAC)(1)土壤水來(lái)源土壤水來(lái)源(收入收入) 降水(P)，灌水(I)，上行水(U)(2)土壤損失土壤損失(支出支出) 土面蒸發(fā)土面蒸發(fā)(E)(E)，葉面蒸騰，葉面蒸騰(T)(T)，冠層截留，冠層截留(In)(In)，地表徑流，地表徑流(R)(R)，下滲水，下滲水(D)(D)，計(jì)算時(shí)段初、末土體儲(chǔ)水量之差，計(jì)算時(shí)段初、末土體儲(chǔ)水量之差W ，土壤，土壤水分平衡表達(dá)式如下：水分平衡表達(dá)式如下： W

35、=W=（P+I+UP+I+U）（E+T+R+In+DE+T+R+In+D） 蒸發(fā)和蒸騰合稱蒸散（蒸發(fā)和蒸騰合稱蒸散（ETET）。）。 地區(qū)水量平衡：收入地區(qū)水量平衡：收入降水，支出降水，支出地面徑流和蒸散，即地面徑流和蒸散，即 P=R+ETP=R+ET 六、田間土壤水分平衡六、田間土壤水分平衡35 1、搞好農(nóng)田水利基本建設(shè)、搞好農(nóng)田水利基本建設(shè) 河谷平原壩區(qū)河谷平原壩區(qū) 建立以引水為主和能灌溉能排的農(nóng)田水利系統(tǒng)，旱澇建立以引水為主和能灌溉能排的農(nóng)田水利系統(tǒng)，旱澇兼治。兼治。漏水田漏水田因土種植或創(chuàng)造犁底層，維持適宜的滲漏量因土種植或創(chuàng)造犁底層，維持適宜的滲漏量。下濕田下濕田水旱輪作。水旱輪作。旱季土壤濕害旱季土壤濕害結(jié)合區(qū)域排水，搞好田結(jié)合區(qū)域排水，搞好田間排水，開(kāi)間排水，開(kāi)“三溝三溝”背溝、十字溝和廂溝，以及環(huán)山背溝、十字溝和廂溝，以及環(huán)山排洪溝。排洪溝。 七、土壤水的調(diào)節(jié)七、土壤水的調(diào)節(jié) 丘陵山區(qū)丘陵山區(qū) 建設(shè)集雨蓄水工程，攔洪保土蓄水，旱洪兼治。建設(shè)集雨蓄水工程，攔洪保土蓄水，旱洪兼治。 沉沙函、蓄水池、積肥池（山茅坑）沉沙函、蓄水池、積肥池（山茅坑）“三池三池”配套。配套。36 2、開(kāi)發(fā)土壤蓄水功能，有效攔蓄雨水，開(kāi)源節(jié)流、開(kāi)發(fā)土壤蓄水功能，有效攔蓄雨水，開(kāi)源節(jié)流 截留雨水徑流，蓄水于土，以蓄調(diào)用截留雨水徑流，蓄水于土，以蓄調(diào)用 工程措施工程措施坡改梯、薄