第四章土壤水空气热量ppt课件.ppt

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1、第三章土壤水、空气和热量第一节土壤水分基本性质三种形态：固态、液态和气态。一、土壤水分形态土壤水：存在于土粒表面和土粒间孔隙中的水。即105-110℃下从土壤中驱逐出来的水分，不包括化合水和结晶水。研究方法：能量法和数量法。（一）土壤水的类型1.吸湿水（hygroscopicwater）2.膜状水（filmwater）3.毛管水（capillarywater）4.重力水（gravitationalwater）和地下水（groundwater）1.吸湿水（hygroscopicwater）概念：土壤固体土粒的表面能吸附空气中的水分子，形成薄薄的水膜。最大吸湿量（maximumhygrosco

2、picity）：在水汽饱和的空气中，吸湿水达到最大量时土壤含水量。吸湿水受到束缚力，10000-31个大气压，植物吸水15-16大气压，不能被植物利用。密度1.2-2.4，冰点是-78℃，105℃可烘出来。影响因素：质地、气温、相对湿度。对植物无效！土粒土粒吸湿水层膜状水层吸湿水示意图土壤质地愈粘重，吸湿系数愈大。土壤紫色土黄壤潮土砂土质地粘土重壤中壤砂土吸湿系数（%）7.534.112.520.8风干土重烘干土重=——————1+吸湿水%风干土烘干土吸湿水有无2.膜状水（filmwater）概念：土粒在吸附空气中的水汽达到饱和后，还有剩余的分子引力，能吸附液态的水。最大分子持水量：膜状水

3、达到最大量时土壤含水量。膜状水受到束缚力31-6.25个大气压，部分可被植物吸收利用，但移动缓慢吸收困难。凋萎含水量（萎蔫系数）（wiltingpoint）：植物由于干旱发生永久萎蔫时土壤含水量。此时土壤含水量受到吸力15-16个大气压，已为土壤有效水的下限。*吸湿水和膜状水，又被称为吸附水或束缚水。对植物有效性低，仅部分有效。膜状水示意图膜状水移动示意图土粒土粒土粒土粒rdD根毛3.毛管水（capillarywater）概念：靠毛管力作用而保持和运动的土壤液态水。毛管水受到吸力6.25-0.1个大气压，可被植物吸收利用。拉普拉斯(Laplace)公式：P=2T/RP—毛管力；T—表面张力

4、；R—毛管半径水分保持力：土粒和水界面上的吸附力：范德花力和静电引力水和空气界面上的弯月面力：P=2T/R=2δ/r*cosαP—弯月面力；T—表面张力；R—曲率半径；r—毛管半径；α—湿润角重力ααRrh图3-1毛管现象和毛管半径与上升高度的关系水沿着毛管上升毛管作用力范围：0.1-1mm有明显的毛管作用0.05-0.1mm毛管作用较强0.05-0.005mm毛管作用最强<0.001mm毛管作用消失毛管水的类型1）悬着毛管水（capillarysuspendingwater）：在地形部位高，地下水位深的地方，降雨或灌水后，借毛管力保持的水分，与地下水无直接联系，同下面的干土层有明显的湿润

5、线分界，好象悬着在上层土壤毛管孔隙中的水。*田间持水量（fieldwatercapacity）：土壤毛管悬着水达到最多时土壤含水量。*毛管断裂含水量（capillarydisruptingmoisture）当土壤含水量降低到一定程度时，较粗毛管中悬着水的连续状态出现断裂，蒸发速率明显降低，此时土壤含水量称为毛管断裂含水量。大约相当于该土壤田间持水量的75％左右。土粒毛管悬着水示意图2）支持毛管水（capillarysupportingwater）：地形低洼，地下水位浅，地下水沿毛管上升并保持在土壤中的那一部分水分。*毛管持水量：毛管上升水达到最大量时土壤含水量。毛管持水量略大于田间持水量。

6、土粒毛管上升水示意图地下水位4.重力水和地下水重力水（gravitationalwater）：不被土壤保持而受重力支配向下流动的水。饱和含水量（saturatedwatercontent）：土壤孔隙都充满水时的含水量水田可被作物利用旱地，短时间存在土体；过多，土壤空气不足，内涝，对作物生长不利。地下水：存在于地壳岩石裂缝或土壤孔隙中的水；广泛埋藏于地表以下的各种状态的水。根据埋藏条件，分为三类：上层滞水：由于局部的隔水作用，使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中形成的蓄水体。潜水：埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水，通常所见到的地下水多半是潜水。自流水：埋藏较深的、流动于两个

7、隔水层之间的地下水。（二）土壤水的有效性土壤水分有效性：植物利用土壤水的难易程度有效水：可以被植物吸收利用的水分无效水：不能被植物吸收利用的水分。是否有效不仅决定于土壤含水量多少，还取决于土壤对水分的保持力大小和植物根系吸水力的强弱。有效水下限为：凋萎含水量有效水上限为：田间持水量（毛管持水量）土壤最大有效贮水量%=田%-凋萎%土壤有效持水量%=土壤含水量%-凋萎%速效水——毛管断裂含水量至田间持水量之间水。迟效水——凋