土壤学课程土壤水概要.ppt

五 土壤水分特征曲线 土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水率而变化的，其关系曲线称为土壤水分特征曲线。 土壤水分特征曲线表示土壤水的能量和数量之间的关系，是研究土壤水分的保持和运动所用到的反映土壤水分基本特性的曲线。 土壤水分的基质势与含水率的关系，目前尚不能根据土壤的基本性质从理论上分析得出，因此，水分特征曲线只能用试验方法测定。 S=a?b S=a(?/?s)b S=A(?s-?)n/?m 式中，吸力S的单位常用cm或Pa表示；?s为饱和含水率；a、b、A、m、n为相应的经验常数。 土壤水分特征曲线受土壤质地、 结构、温度等因素影响。 水分特征曲线的滞后现象 土壤水分特征曲线还和土壤中水分变化的过程有关。对于同一土壤，即使在恒温条件下，由土壤脱湿（由湿变干）过程和土壤吸湿（由干变湿）过程测得的水分特征曲线也是不同的。这种现象称为滞后现象。 滞后现象的产生与土壤颗粒的胀缩性以及土壤孔隙的分布特点(如封闭孔隙、大小孔隙的分布等)有关。 第三节土 壤 水 的 运 动 土壤中存在3种类型的水分运动 饱和流 即土壤孔隙全部 充满水时的水流， 这主要是重力水 的运动 非饱和流 土壤中只有部 分孔隙中有水时 的水流，主要是 毛管水和膜状水的运动 水汽移动 1、垂直向下的饱和流　 发生在雨后或稻田灌水以后。2、水平饱和流　 发生在灌溉渠道两侧的侧渗；水库的侧渗；不透水层上的水分沿倾斜面的流动等水平饱和流。3、垂直向上的饱和流 　发生在地下水位较高的地区；因不合理灌溉抬高地下水位，引起垂直向上的饱和流，这是造成土壤返盐的重要原因。 一 饱和土壤中的水流 一维垂直向饱和流 饱和流的推动力主要是重力势梯度和压力势梯度，基本上服从饱和状态下多孔介质的达西定律。即单位时间内通过单位面积土壤的水量，土壤水通量与土水势梯度成正比。 式中：q——表示土壤水流通量； ΔH——表示总水势差； L——水流路径的直线长度； Ks——土壤饱和导水率。 饱和流导水率 土壤确定条件下饱和流导水率是一个常数； 饱和流导水率是土壤导水率中的最大值； 饱和流导水率的大小受土壤的质地、结构、有机质含量和无机胶体类型等因素的影响。 土壤饱和导水率反映了土壤的饱和渗透性能，任何影响土壤孔隙大小和形状的因素都会影响饱和导水率。 通过半径为1mm的孔隙的流量相当于通过10000个半径0.1mm的孔隙的流量。 二 非饱和土壤中的水流 土壤非饱和流的推动力主要是基质势梯度和重力势梯度。它也可用达西定律来描述，对一维垂向非饱和流．其表达式为： 式中： —非饱和导水率； —总水势梯度。 多数田间条件下，土壤水是不饱和的。 非饱和水总是从水膜厚处向水膜薄处运动；从粗孔隙向细孔隙运动。 在细孔隙多的壤土、粘土中非饱和水运动速度比砂土大。 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：饱和条件下的总水势梯度可用差分形式，而非饱和条件下则用微分形式；饱和条件下的土壤导水率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。 非饱和流导水率 三 土壤中的水汽运动 土壤中保持的液态水可以化为气态水，气态水也可以凝结为液态水。土壤气态水的运动常表现为水汽扩散和水汽凝结两种现象。 影响水汽扩散的因素 受土水势和温度两个因素的影响，而又以温度的影响为主。 水汽运动总是由水汽高处向水汽低处， 由温度高处向温度低处扩散。 白天由温度较高表层 底层，利于防止蒸发； 夜晚由温度较高底层 表层，利于土壤回润。 当水汽由暖处向冷处扩散遇冷时便可凝结成液态水。水汽凝结有两种现象值得注意，一是“夜潮”现象，二是“冻后聚墒”现象。 水汽凝结 “夜潮”现象多出现于地下水埋深度较浅的“夜潮地”。白天土壤表层被晒干，夜间降温，底土土温度高于表土，所以水汽由底土向表土移动，遇冷便凝结，使白天晒干的表土又恢复潮湿。 “冻后聚墒”现象是我国北方冬季土壤冻结后的聚水作用。冬季表土冻结，水汽压降低，而冻层以下土层的水汽压较高，于是下层水汽不断向冻层集聚、冻结、使冻层不断加厚，其含水量有所增加，这就是“冻后聚墒”现象。 “冻后聚墒”的多少，主要决定于该土壤的含水量和冻结的强度。含水量高冻结强度大，“冻后聚墒”就比较明显。一般对土壤上层增水作用为2－4％左右 。 土壤蒸发 土壤水以汽态扩散到大气中的现象。是土壤水分损失的重要途径。 1、土面蒸发的条件 大气蒸发力 土壤供水力 2、土面蒸发的三个阶