第七章土壤水分 soil water
第七章 土壤水分 soil water
水是生命之命脉”。 土壤水分是土壤最为重要的组成部分,它在土壤形成 土壤的演化过程中起到极为重要作用;水是土壤中一糸列 过程进行得媒介。土壤水是土壤微生物、植物的最主要的 水憑。土壤水分状况是土壤肥力的最重要的因素之 农谚说:有收无收在于水,收多收少在于肥。 我国是水资源贫乏的国家,北方属于缺水的旱地农业 占52%左右。北方主要主要是发畏节水农业(土壤保水) 南方季节性缺水和洪崂灾害频繁发生,主要问题需要进行 排水除涝
“水是生命之命脉” 。 土壤水分是土壤最为重要的组成部分，它在土壤形成、 土壤的演化过程中起到极为重要作用；水是土壤中一系列 过程进行得媒介。土壤水是土壤微生物、植物的最主要的 水源。土壤水分状况是土壤肥力的最重要的因素之一。 农谚说：有收无收在于水，收多收少在于肥。 我国是水资源贫乏的国家，北方属于缺水的旱地农业， 占52%左右。北方主要主要是发展节水农业（土壤保水）； 南方季节性缺水和洪涝灾害频繁发生，主要问题需要进行 排水除涝
第一节土壤水分概念及其含量的表示方法 一.土壤水分的概念 关于土壤水分的概念需要强调以下几点 (一)土壤水分并非纯水,而是嵱解有各种有机无机物质的稀嵱 液 (三)土壤水是指在105~110℃C情况下,从土壤中能够被烘出来的 水分总和。土壤水分不包含矿物晶架结构内的结晶水。测定土壤 水分含量肘,烘箱温度必须控制在这个温度范围,直至烘至恒重。 界定了土壤水分的范固 (三)土壤水分均是来自于自然界降水、灌溉、或地下水的上升 等,保蓄在土壤当中。土壤水虽然来自于自由水,但又与自由水 从许多性质方面有所不同。 (四)土壤水与大气水、地表水、植物水、地下水处于干衡与交 换状态,(五水转化),成为生态环境的主要影响因素
第一节 土壤水分概念及其含量的表示方法 一.土壤水分的概念 关于土壤水分的概念需要强调以下几点： （一）土壤水分并非纯水，而是溶解有各种有机无机物质的稀溶 液。 （二）土壤水是指在105~110℃情况下，从土壤中能够被烘出来的 水分总和。土壤水分不包含矿物晶架结构内的结晶水。测定土壤 水分含量时，烘箱温度必须控制在这个温度范围，直至烘至恒重。 ---界定了土壤水分的范围 （三）土壤水分均是来自于自然界降水、灌溉、或地下水的上升 等，保蓄在土壤当中。土壤水虽然来自于自由水，但又与自由水 从许多性质方面有所不同。 （四）土壤水与大气水、地表水、植物水、地下水处于平衡与交 换状态，（五水转化），成为生态环境的主要影响因素
第一节土壤水分概念及其含量的表示方法 二.土壤含水量的表示方法( soil water content) 士寝水分量是硏咒和了解土一列性项的基砒性贠料。土壤小谷里是经 常发生变化的。土壤含水量( soil water content)是指在一定量土壤中所含水的总 量。合量通称为自然含水率或绝对含水量。土壤合水量有多种表达方式,常见的 有以下几种。 (一)质量合水量(质蚤适度 mass water content) 质量含水量是以土壤中所含水质量与烘千(oven- dry soil)土质量的比值,多用百 分比表示,也有用质量分数表示: 土壤质量含水量(%=王基的负×100 烘干土重 用数学公式表示为 100 式中:6m——自然含水率或绝对含水量(%); m水的重量,g; m—105℃烘干土重量,go 质量含水量汲有量纲,它是直接可以测定的,使用极为广泛
第一节 土壤水分概念及其含量的表示方法 二. 土壤含水量的表示方法（soil water content） 土壤水分含量是研究和了解土壤一系列性质的基础性资料。土壤水含量是经 常发生变化的。土壤含水量（soil water content)是指在一定量土壤中所含水的总 量。含量通称为自然含水率或绝对含水量。土壤含水量有多种表达方式，常见的 有以下几种。 （一） 质量含水量 （质量适度 mass water content） 质量含水量是以土壤中所含水质量与烘干(oven-dry soil)土质量的比值，多用百 分比表示，也有用质量分数表示： 用数学公式表示为： 式中：θm——自然含水率或绝对含水量（%）； mw——水的重量，g； ms——105℃烘干土重量，g。 质量含水量没有量纲，它是直接可以测定的，使用极为广泛 % = 100 烘干土重 土壤水的质量 土壤质量含水量（ ） = 100 s w m M M
第一节土壤水分概念及其含量的表示方法 质量含水量的表示必须以烘干土重为基数,而不能以湿土为 数。共因为 1.自然条件下,土壤含水量在肘间、空间上都是剧烈的变化着,几乎很难达到一 种固定状态,因而,湿土的概念是一种瞬肘状态,为了使各地或各肘期土壤含水 量有一个可比性,寻求稳定的、标准的状态作基数非常重要。这里,只有烘干土 壤才是一种稳定状态。 2.用烘干土作基数表示土壤水分含量变化过程较为直观。 例如:某土壤湿肘重为120g,烘干后为100g,分别用烘干土和湿土作基教,计算 土壤水分丢失1半后含水量变化: 以烘干土为基数 以湿土为基数 水分丢失前 120-100 120-100 100=20 100=16.67 100 120 水分丢失后 110-100 6.%= ×100=100% 110-100 100=9.09 100 由此可见:用烘干土作基数表示水分变化过程更为直观 100 应用财注意:已知土壤样品含水量,由湿土折算成干土计算公式+-100+m 今后凡表示土壤组成的百分数都应以烘干土中为基数!
第一节 土壤水分概念及其含量的表示方法 需要注意的问题：质量含水量的表示必须以烘干土重为基数，而不能以湿土为 基数。其原因为： 1.自然条件下，土壤含水量在时间、空间上都是剧烈的变化着，几乎很难达到一 种固定状态，因而，湿土的概念是一种瞬时状态，为了使各地或各时期土壤含水 量有一个可比性，寻求稳定的、标准的状态作基数非常重要。这里，只有烘干土 壤才是一种稳定状态。 2.用烘干土作基数表示土壤水分含量变化过程较为直观。 例如：某土壤湿时重为120g，烘干后为100g，分别用烘干土和湿土作基数，计算 土壤水分丢失1半后含水量变化： 以烘干土为基数 以湿土为基数 水分丢失前 水分丢失后 100 20 100 120 100 % = − m = 100 10 100 110 100 % = − m = 100 16.67 120 120 100 % = − m = 100 9.09 110 110 100 % = − m = 由此可见：用烘干土作基数表示水分变化过程更为直观 应用时注意：已知土壤样品含水量，由湿土折算成干土计算公式 今后凡表示土壤组成的百分数都应以烘干土中为基数！ 100 m 100 + w干 =
第一节土壤水分概念及其含量的表示方法 二)农积含水量( volumetricwater content) 即单位士壤容和中半分所的容和分教,以称 水量多用百分比表示,也用容积分数表示: 百分比形式可用下式表示: 土壤容积含水量(%)= 水分容积 土壤容积 其数学表达式为: 6,=,×100 式中:θ、——土壤实际含水量的体积百分率,(%) V+一土壤总体积,cm3; 水所占的体积,cm3 土壤容积含水量无法测定,是用质量湿度换算的,即换算关糸如下 式中:ρ 土壤容重,g/cmi 公式推倒如下: M %o=×100×100×002=2n(:,=D)
第一节 土壤水分概念及其含量的表示方法 （二） 容积含水量（volumetric water content） 容积含水量即单位土壤总容积中水分所占的容积分数，以称为容积湿度，容积含 水量多用百分比表示，也用容积分数表示： 百分比形式可用下式表示： 其数学表达式为： 式中：θv——土壤实际含水量的体积百分率，（%）； Vt——土壤总体积，cm3； Vw——水所占的体积，cm3。 土壤容积含水量无法测定，是用质量湿度换算的，即换算关系如下： 式中：ρb——土壤容重，g/cm3 。 公式推倒如下： % = 100 土壤容积 水分容积 土壤容积含水量（ ） = 100 t w v V V v m b (%) = (%) (%) = 100 = 100 = 100 = ( 1) m b w w b s w M M t w v M M V V b s w w
第一节土壤水分概念及其含量的表示方法 容积含水量的应用 容积含水量主要用于表示土壤三相比方面,宅就是土壤的液相比率。 同学们注意:各类土壤孔隙度的计算肘,由不同状态含水量为基数,釆以密度比 得到各类孔度值 容积含水量没有量纲。 注意计算题 例题:测得某土壤合水量为28%,土壤容重值为1、30g/cm3, 计算:(1)此肘土壤的三相比组成 (2)此肘土壤通气状况如何?
第一节 土壤水分概念及其含量的表示方法 容积含水量的应用： 容积含水量主要用于表示土壤三相比方面，它就是土壤的液相比率。 同学们注意：各类土壤孔隙度的计算时，由不同状态含水量为基数，乘以密度比 得到各类孔度值 容积含水量没有量纲。 注意计算题 例题：测得某土壤含水量为28%,土壤容重值为1.30g/cm3， 计算：（1）此时土壤的三相比组成 （2）此时土壤通气状况如何？
第一节土壤水分概念及其含量的表示方法 土壤水层厚度是指一定面积和土层厚度内土壤中所含水量相当于此面积下水 层的厚度。用mm表示。 土壤水层厚度常常是计算得到,其计算公式及其来源如下 H (mm) 水分体积(V)土壤体积×% 取样面积(S)取样面积(S 土层厚度(hcm)×面积(S)xPb×bn% 10 土壤面积(S) =h×,×bn%×10 hcm)×Pb×bn 10 注意:记住这个公式和公式中各个参数的量纲。 水层厚度表示很水量的最大特点是有加和性,采用土壤水层厚度的方 便之处在于它可直接用于与大气降水量、土壤蒸发散的比较与计算
（三）土壤绝对含水量 (absolute water content) 1.土壤水层厚度 土壤水层厚度是指一定面积和土层厚度内土壤中所含水量相当于此面积下水 层的厚度。用mm 表示。 土壤水层厚度常常是计算得到，其计算公式及其来源如下： 第一节 土壤水分概念及其含量的表示方法 10 h(cm) h % 10 10 S (h, cm) S % S % S (V ) H mm b m s m b m w v = = = = = 土壤面积（ ） 土层厚度 面积（ ） 取样面积（ ） 土壤体积 取样面积（ ） 水分体积 （ ） 注意：记住这个公式和公式中各个参数的量纲。 水层厚度表示很水量的最大特点是它有加和性，采用土壤水层厚度的方 便之处在于它可直接用于与大气降水量、土壤蒸发散的比较与计算
第一节土壤水分概念及其含量的表示方法 水层厚度公式的应用: 1)与气象资料进行互相加减 (2)计算土体中水分的总储量(举倒)H1=∑hnm 10 (3)计算土壤水分动态变化情况--水分平衡模型的基础(说明几种使用情况 2.绝对水体积(方/亩 绝对水体积是指一定面积和一定厚度土壤中所含水量的体积,量纲为「L」 饣主要用于水利方面,确定灌水量和排水量,一般需要表明所涉及土壤面积和土 层厚度,在不标明土壤厚度肘,通常指1米土深。 计算公式 绝对水体积(方/亩)=水层厚土(H)x面积(亩) H×12000
第一节 土壤水分概念及其含量的表示方法 水层厚度公式的应用： （1）与气象资料进行互相加减 （2）计算土体中水分的总储量（举例） （3）计算土壤水分动态变化情况------水分平衡模型的基础（说明几种使用情况） 2. 绝对水体积（方/亩） 绝对水体积是指一定面积和一定厚度土壤中所含水量的体积，量纲为「L 3」。 它主要用于水利方面，确定灌水量和排水量，一般需要表明所涉及土壤面积和土 层厚度，在不标明土壤厚度时，通常指1米土深。 计算公式： = = n i i bi mi t h H 1 10 H 3 2 3 2000 1000 1 H / H = = 绝对水体积（方 亩）=水层厚土（ ）面积（亩）
第一节土壤水分概念及其含量的表示方法 (四)相对含水量( relative water content) 堤指壤今事号 的百教,正如空气有对混虞一样 相对含水量说明土壤实际含水量的饱和程度(以田间持水量为标准),在农业生 产中经常应用。用下式表示: 土壤相对含水量(%0/=太壤自然合水量×100 田间持水量 注意:分子和分母的量纲要统 分子和分母所表示的是同一种土壤。 应用:主要应用在作物栽培学上,可以看出土壤水分的丰缺程度。一般土壤合 水量达到田间持水量的60%左右以下,作物就可能受到水分胁迫。即将准备灌 溉,灌到相对含水量为100%。因此,相对含水量隐含着水分有效性的元素在内 切记:注意区分相对含水量和实际含水量。 (五)液体比( liquid ratio) ×
第一节 土壤水分概念及其含量的表示方法 （四） 相对含水量 (relative water content) 相对含水量是指土壤含水量占田间持水量的百分数。正如空气相对湿度一样， 相对含水量说明土壤实际含水量的饱和程度（以田间持水量为标准）,在农业生 产中经常应用。用下式表示： % = 100 田间持水量 土壤自然含水量 土壤相对含水量（ ） 注意：分子和分母的量纲要统一 分子和分母所表示的是同一种土壤。 应用：主要应用在作物栽培学上，可以看出土壤水分的丰缺程度。一般土壤含 水量达到田间持水量的60%左右以下，作物就可能受到水分胁迫。即将准备灌 溉，灌到相对含水量为100%。因此，相对含水量隐含着水分有效性的元素在内。 切记：注意区分相对含水量和实际含水量。 （五）液体比(liquid ratio) b s w s s w d w v V V = = =