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
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பைடு நூலகம்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
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②土壤中各相的体积与质量构成
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
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（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
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
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【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。
2020年2月1日
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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
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粘土 滞水
砂土 粗颗粒 易排水
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
【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）
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。
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。
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
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
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
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
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
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【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
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
100 %
2020年2月1日
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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
有效水（容易 被植物吸收利 用的）
2020年2月1日
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（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
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）
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