土壤水的形态分类

发布网友 发布时间：2022-04-25 14:27

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热心网友 时间：2023-10-09 02:30

土壤水是土壤中最活跃的物质，天然条件下土壤各点的含水率因位置和时间而异。为了区分不同含水率土壤的水分所具有的不同特性，许多从事土壤水研究的学者，把土壤中所含水分按其特征分为若干类型，即对土壤里的水分进行形态分类。

土壤水形态分类方法有多种，但都大同小异，有些只是名称不同而已。所有分类方法的共同之处在于都是按土壤中水分存在的形态和土壤中水分所承受的作用力的性质及大小分类的，土壤中水分所承受的作用力常概括为吸附力、吸着力、毛管力和重力。存在于土壤中的液态水常可分为吸湿水、薄膜水、毛管水、重力水四种形态。

1.吸湿水

单位体积的土壤具有的土壤颗粒表面积很大，因而具有很强的吸附力，能将周围环境中的水汽分子吸附于自身表面，这种束缚在土粒表面的水分称为吸湿水。当土粒周围的水汽饱和时，土壤吸湿水量很大，此时，相应的含水率称为最大吸湿量或吸湿系数。据文献介绍，土壤颗粒对水分子的吸附力最里层可达（10000～20000）×10⁵Pa，最外层也有31×10⁵Pa，土壤吸湿水量的多少与空气的相对湿度成正比，此外，还与土壤质地、腐殖质含量等土壤性质有关。

2.薄膜水

薄膜水也称膜状水或松吸着水，具有较高的粘滞性，溶解能力较弱。当吸湿水达到最大量后，土壤已无足够力量吸附空气活动力较强的水汽分子，只能吸持周围环境中处于液态的水分子。由这种吸着力吸持的水分使吸湿水外面的水膜逐渐加厚，形成连续的水膜，故称为薄膜水，薄膜水达到最大值时的土壤含水率称为最大分子持水量，此时，最外层水分子所受吸着力约为6.25×10⁵Pa。

薄膜水具有可移动性，它能以湿润的方式沿土粒表面从水膜厚的土粒向水膜薄的土粒缓慢移动，速度为0.2～0.4 mm/h。薄膜水的含量与土壤质地、有机质含量及土壤溶液的浓度等有关，土壤愈粘重，有机质含量越高，膜状水的含量越高；土壤溶液浓度越大，渗透压愈高，薄膜水的含量愈小，在盐碱土中几乎没有薄膜水。

3.毛管水

土壤颗粒间细小的孔隙可视为毛管，毛管中水气界面为一弯月面。弯月面下的液态水因表面张力作用而承受吸持力，该力又称毛管力，土壤中薄膜水达最大值后，多余的水分便由毛管力吸持在土壤的细小孔隙中，称为毛管水。

天然条件下，地下水在毛管力作用下沿土壤中的细小孔隙上升，由此而保持在毛管孔隙中的水分称为毛管上升水，当地下水位埋藏很深时，毛管上升水远远不能到达表层土壤，此时，降雨或灌溉后由毛管力保持在上层土壤细小孔隙中的水分称为毛管悬着水。毛管悬着水量达最大值时的土壤含水率称为田间持水量，此时的毛管力约为（0.1～0.3）×10⁵Pa。

上升毛管水上升的高度可由下式计算：

水分在季节性非饱和冻融土壤中的运动

式中，h为毛细上升高度，cm；σ为表面张力系数，7.5 dyn/cm；β为接触角，度；r为毛管半径，cm；ρ为水的密度，g/cm³；g为重力加速度，980cm/s²。上升毛管水的最大上升高度随着土壤质地、孔隙状况、土壤结构等不同而有很大差异，各种土壤的最大上升高度范围见表1-10。

表1-10 不同土类的毛细上升高度

4.重力水

毛管力随着毛管直径的增大而减小，当土壤孔隙直径足够大时，毛管作用便十分微弱，习惯上称土壤中这种较大直径的孔隙为非毛管孔隙，若土壤的含水率超过了土壤的田间持水量，多余的水分不能为毛管力所吸持，在重力作用下将沿非毛管孔隙下渗，这部分土壤水分称为重力水。当土壤中的孔隙全部为水所充满时，土壤的含水率称为饱和含水率或全蓄水量。

最大吸湿量、最大分子持水量、田间持水量和全蓄水量，是将土壤水的数量和形态联系起来的特征含水率，称为水分常数。另一个在农业生产中有重要意义的水分常数是凋萎系数，当土壤中的薄膜水所受土壤介质的吸着力约为15×10⁵Pa时，土壤中的水分便不能为植物根系所吸收，致使植物发生永久性的凋萎，因而又称这种土壤含水率为凋萎系数。

土壤水的形态分类在理论上是不严密的，所有类型的土壤水，事实上都处于地球引力场中，可以说都是重力水，毛细现象开始和终止的界限也很难明确地划定；其次，土壤水的形态分类仅是一种定性的描述，对于土壤中水分的分布和运动的研究无法定量化。

热心网友 时间：2023-10-09 02:30