农田水利学：1章农田水分运动.ppt

农田水分状况 所有的水只有进入土壤转化为土壤水 才能被植物吸收利用 土壤水是作物吸水的最主要来源 土壤水是土壤的最重要组成部分之一 土壤水是土壤形成发育的催化剂 盐碱土中 盐分浓度还相当高 土壤水实际上是指在105 温度下从土壤中驱逐出来的水 土壤水的重要性 吸湿水膜状水毛管水重力水 形态观点 一 土壤水分类型及性质 依土壤水分所受的力的作用划分类型 吸附水 土壤颗粒表面的分子引力作用而被吸附在土粒周围的水分 1 土壤吸湿水 最大吸湿量 干土在近于水汽饱和的大气中吸附水汽 并在土粒表面凝结成液态水的数量 定义 干燥土粒从空气 土壤 大气 中吸附的气态水 机制 表面能 表面分子引力 31 105Pa 水分常数 1 土壤吸附水 2 土壤膜状水 定义 土壤颗粒借助吸附力吸附在吸湿水外围的连续液态水膜称为土壤膜状水 膜状水比吸湿水所受的吸附力小得多 它具有液态水的性质 可以移动 但因粘滞度较大 其移动速率非常慢 一般是由水膜厚处向水膜薄处移动 如图所示 特点 膜状水移动示意图 部分有效膜状水的内层水 植物根无法吸收利用 为无效水 而它的外层水 植物可以吸收利用 但数量极为有限 水分常数 影响因素 土壤质地 植物种类 气候等 萎蔫系数是植物可以利用的土壤有效水含量的下限 凋萎蔫系数 无效孔度 凋萎系数 容重 2 土壤毛管水 定义 依靠毛管力保持在土壤毛管孔隙中的水就称为毛管水 h水柱高度 cm d孔隙直径 mm 它不受重力支配而流失 所受力比植物根的吸水力小得多 是植物所需水分的主要给源 毛管水移动性大 能较迅速地运动 一般向消耗点移动 如向根系吸水点和表土蒸发面移动 10 300mm h 它也是土壤养分的溶剂和输送者 特点 是土壤中最宝贵的水 毛管悬着水 与地下水无关 在地下水较深的情况下 降水或灌溉水等地面水进入土壤 借助毛管力保持在上层土壤毛管孔隙中的水分 它与来自地下水上升的毛管水并不相连 好像悬挂在半空中一样 故称之为毛管悬着水 毛管悬着水是地势较高处植物吸收水分的主要给源 类型 土粒 毛管悬着水示意图 在形态上它包括吸湿水 膜状水和毛管悬着水 当含水量达到田持时 若继续供水 并不能使该土体的持水量再增大 而只能进一步湿润下层土壤 田间持水量是确定灌水量的重要依据 影响因素 质地 有机质含量 结构 松紧状况等 水分常数 田间持水量 田持 是指毛管悬着水达到最大数量时的土壤含水量 毛管持水量 毛管上升水的最大含量 毛管上升水 与地下水有关 借助于毛管力由地下水上升进入上层土体的水 毛管水上升高度 从地下水面到毛管上升水所能到达的绝对高度 水分常数 土粒 毛管上升水示意图 地下水位 3 重力水 特点 临时存在于土壤大孔隙 通气孔隙 中的水分 与土壤养分的淋失有关 往往因水分过多 土壤空气不足 造成内涝 反而有害于作物生长 多余水 定义 土壤中不被土壤保持而受重力支配向下流动的水 称为重力水 机制 重力 0 08 105Pa 水分常数 全持水量或饱和持水量 土壤全部孔隙都充满水时的土壤含水量 上述各种水分类型 彼此密切交错联结 相互转化 很难严格划分 对于不同质地的土壤上述各种不同形态水的数值是不等的 请认真比较它们的大小 注意 二 土壤水分的数量概念 土壤含水量 例1 土壤烘干前湿重为95g 烘干后重79g 求质量含水量 将测定数据代入上式 即求该土壤质量含水量为 m 95 79 79 100 20 3 容积含水量是指单位土壤总容积中水所占的容积百分数 又称容积湿度 土壤水的容积百分数 常用符号 v表示 v 水容积 土壤总容积 cm3 cm3 v m b b d2 二 容积含水量 v或Vw 土壤水贮量是指一定面积和厚度土壤中含水的绝对数量 在土壤物理 农田水利学 水文学中经常要用到 它主要有两种表达方式 三 土壤贮水量 例4如某土层厚度为10cm 容积含水量为25 求水深 Dw 10 25 2 5 cm 25 mm 即一定面积一定厚度土壤中所含水量的体积数 在数量上 它可简单由hw与所指定面积 如1亩 1公顷 相乘求出 但要注意二者单位一致性 在灌排计算中常用到这一参数 以确定灌水量和排水量 绝对含水量 土壤中所含水分的绝对数量 质量含水量 容积含水量 土壤贮水量 三 土壤含水量的测定方法1 烘箱烘干法1 原理 105 110 烘干6 8小时2 质 W1 W2 W2 W3 W1 湿土 盒W2 干土 盒W3 盒3 国标方法 准确4 缺点 时间长 需取样 不能定点观测 2 快速烘干法1 红外线烘干法2 微波炉烘干法3 酒精燃烘法 取土样放入铝盒 加入98 酒精点燃 重复3 5次 燃烧时土壤70 80 将燃尽时180 200 灭后80 90 快速但不准确 适用于田间操作 三 土壤含水量的测定方法3 中子法用中子仪1 快中子源镭 铍2 慢中子探测器 3 快中子遇H变慢4 不能测土表土壤 有机质多影响结果 5 可定点长期观测 土壤萎蔫系数 作物叶片发生永久萎蔫时的土壤含水量 也叫永久萎蔫点 二 土壤通气性的调节土壤通气性好坏主要取决于土壤通气孔隙的多少 调节土壤通气性就要通过各种措施改善土壤孔隙状况 1 改良土壤质地和结构 2 耕作管理 3 排水和灌溉 不同灌水方法时的土壤入渗问题 畦灌 淹灌 漫灌时的入渗 有水层的一维运动 不同灌水方法时的土壤入渗问题 喷灌时的入渗 自由入渗 不同灌水方法时的土壤入渗问题 沟灌时的入渗 二维运动 不同灌水方法时的土壤入渗问题 滴灌时的入渗 三维运动 根系吸水 植物体输水 植物体蒸腾 SPAC系统中的水分运移 思考题1农田水分存在基本形式是