土壤水分在线视频

各位同学大家好

我是桂林理工大学水文与水资源工程系的甘磊

今天我们讲的内容是土壤水分

土壤水分不像我们的降雨或者说径流一样

它是能看的到的

在很多情况下面土壤中间的水分是看不见的

在那么这样就决定了土壤水分它的复杂性

所以的话我们在讲土壤水分之前

我们就先要搞清楚土壤它的构成是什么样子

一般而言

我们说土壤的构成是由三项构成

也就是说固体 水分以及空气

当然它不像我们这张图看的那么简单

这一部分是固体

这一部分是水还有这一部分是空气

它有它自己的这样一个复杂性

它这样一个组成结构在里面

这就是我们接下来要讲的关于土壤的质地和结构

土壤的质地和结构是土壤的基本物理性状

其中土壤的质地它是指的

组成土壤这样的固体的颗粒

它的主要的粒径或者它粒径的范围是怎么样

一般而言我们所谈到土壤质地的粒径

是包括砂粒、粉粒和粘粒

我们去命名一个土壤有很多情况可以通过

它们这三者的含量来进行命名

那么这就是我们土壤质地的三角形

图上的这一个就是我们土壤质地三角形

那么在这个三角形上面我们可以看一下

它的每一条边都代表了我们的粉粒、粘粒、砂粒

它的百分比的含量

我们只要知道了某一种土壤

它的粉粒、粘粒、砂粒的含量以后

我们就可以从这个三角形中间

得到土壤的命名

举个很简单的例子

我们看一下

有一个土壤它的砂粒含量是40%

粉粒含量也是40%

最后粘粒含量20%

这个时候我们就从这个三角形上面找一下

首先第一个先从砂粒上面找到40%这条线

然后我们再去找粉粒40%这条线

最后再找20%的粘粒线

这三条线它会汇集到一个交点上面

也就是这个图中间红色的点这里

这样我们就得到了土的命名范围

我们看一看在这个三角形中间它属于哪个范围

它属于我们的壤土

也就是说砂粒40%粉粒40%粘粒20%这样一个土

是我们的壤土

这个是非常简单的

接下来我们就来看一看土壤的结构

所谓土壤的结构是指土壤中间固体颗粒的排列方式

排列方向和团聚状态

有的时候我们也会讲是土壤孔隙的几何形状或者大小

那么接下来我们看看下面这两幅图

在这两幅图中间我们把这些圆圈就代表土壤的颗粒

当然啦 现实中这个土壤颗粒肯定不可能像这个圆圈一样这么规则

那我们看看这些圆圈它由于不同的排列组合

它所呈现出孔隙的大小形状也是不同的

那么这个就是我们的土壤结构

搞清楚土壤的质地和土壤结构以后呢

我们就来看一看我们今天真正要讲的土壤水分

土壤水它是指的呢

吸附于土粒和存在于土壤孔隙中的水分

我们用土壤含水量来表示

土壤水分在土壤中间存在我们用四种类型来划分

第一个是吸湿水

所谓吸湿水是指被干燥土粒表面分子引力

所强烈吸附的水分

它所表现出来的是固态水的性质

它没有溶解的能力也不能移动

第二种是膜状水

它是指在吸湿水的外层被土粒剩余的分子力

所吸持的水量

这个是膜状水

第三个是毛管水

它是由于毛管作用保持在土壤毛管孔隙中的水

这一部分水可以分为两个部分我们看一看这张图

在这张图中间由于地下水它凭借毛管作用

而上升进入到土壤孔隙中间的这一部分

我们把它叫做毛管上升水

另外凭借毛管作用

它保持在靠近地面土层中间这一部分水分

我们就把它叫做毛管悬着水

最后呢是重力水

这个很简单顾名思义

也就是说土壤中间它能够在重力作用下

进行自由移动的这一个水分

我们就把它叫做重力水

在日常生活中我们很少听到

重力水、膜状水等这样的称谓

听的比较多的就是田间持水量 凋萎系数

这个就是我们接下来介绍的一个

关于土壤水分常数

也就是我们在日常中间会经常用到的一些

所谓的最大吸湿量是指

饱和空气中间

干燥土壤它的吸湿水所能达到最大时的土壤含水量

那么它所对应就是对应吸湿水而言的

是当吸湿水达到最大时的含水量

第二个是最大分子持水量

最大分子持水量是指膜状水达到最大量时候

所对应的土壤含水量

在这个时候 水膜最外层水分子

它所受的土壤颗粒分子的引力

可以达到6.25个大气压

接下来是凋萎系数

它是指的土壤颗粒对水分子的吸力

为15个大气压的土壤含水量

即为凋萎系数也就意味着

当你达到这样一个凋萎系数的时候

植物就可能就开始出现永久性的凋萎

这个凋萎系数对于田间水分管理是十分重要的

当你的水分含量达到凋萎系数的时候

也就意味着你必须要去给土壤进行合理的水分灌溉

接着是田间持水量

他是指土壤中毛管悬着水达到最大时的土壤含水量

它不受地下水影响条件下面

土壤在田间或者在自然状态下面

对所能保持水分这样一个最高数量

也就是说当降雨水或者灌溉水进入到土壤中间去以后

如果它超过田间持水量

那么超过的部分就不会被土壤保存着

那怎么办呢

他就会以自由重力水的形式往下渗

所以的话田间持水量它是土壤水

划分为土壤持水量和向下渗透水分的门槛值

接着我们一个毛管断裂含水量

它是指当毛管悬着水的连续状态

开始断裂时的土壤含水量

一般而言毛管断裂含水量它大概只有田间持水量的65%左右

最后我们介绍一个饱和含水量

饱和含水量是指土壤中全部的孔隙都被水充满时的土壤含水量

很显然如果我们用体积含水量来表示饱和含水量时

那么它就会和我们的孔隙率是一致的

这是因为所有的孔隙都被水充满了

所以的话它和孔隙率是一致的

那么饱和含水量和田间持水量之间的差值

就是可以受重力支配的自由流动的重力水

当土壤含水量达到饱和含水量的时候

土壤颗粒它对外层水分子的吸引力非常小

大约只有0.001个大气压

那么讲到这里我们看

很多情况下面我们会提到大气压的问题

也就是说对于各个水分常数而言

他都会有个对应作用力存在

我们看一下下面这张表

这张表给出了各土壤水分常数相应的水分存在形式与作用力

那么第一排是我们的水分常数

第二排是大气压也就是作用力

那么第三排是水分的存在形式

举个例子饱和含水量它的作用力只有0.001个大气压

那么它所对应的可以是我们的重力水

那么这一部分水它是可以自由流动的我们把它叫做自由水

另外我们看一下凋萎含水量

它的作用力有15个大气压

那么它属于分子力水平的

这时候它的水是属于膜状水

那么这种膜状水就是属于一种结合水

那么其他就不一一列举了

大家可以从这个表中找到一一对应关系

那么这里我们讲土壤水分它也会运动

那么它运动的时候它需要一个作用力

那么到底在什么样的作用力作用下面

土壤水分才会产生运动呢

是我们下节课要讲的内容了

今天我们就讲到这里谢谢大家