课件(第五章).ppt

,第五章土壤水（SoilWater）,Waterentersthesoil,interactswithsoilparticlesandleavesthesoil(throughevaporation,transpirationorleaching).,HydrologicCycleandSoil,HydrologicCycleandSoil,Color,Structure,BulkDensity,Texture,pH,Temperature,Moisture,HorizonDepths,Soilpropertiesthatarepartofthehydrologiccycle.,本章主要内容,第一节土壤的质地结构及“三相”关系,1、土壤质地(Soiltexture),第一节土壤的质地结构及“三相”关系,壤土,1、土壤质地(Soiltexture),土壤质地三角形,第一节土壤的质地结构及“三相”关系,2、土壤结构(Soilconfiguration),土壤中固体颗粒的排列方式、排列方向和团聚状态，有时也指土壤孔隙的几何形状和大小。,第一节土壤的质地结构及“三相”关系,3、土壤中的“三相”关系(Threephaseswithinasoil),第一节土壤的质地结构及“三相”关系,4、与土壤“三相”有关的物理量,a表示土壤中固相比例的物理量：,干容重(Drybulkdensity)：,第一节土壤的质地结构及“三相”关系,b表示土壤中液相比例的物理量：,质量含水率(Gravimetricwatercontent)：,容积含水率(volumetricwatercontent)：,饱和度(thedegreeofsaturation)：,4、与土壤“三相”有关的物理量,第一节土壤的质地结构及“三相”关系,c表示土壤中气相比例的物理量：,孔隙度(Porosity)：,孔隙比(Voidratio)：,充气孔隙度(Aerationporosity)：,4、与土壤“三相”有关的物理量,第二节土壤水的存在形态,第二节土壤水的存在形态,1、土壤水作用力(Forcesgoverningsoilwater),分子力(Molecularforce)：,土壤颗粒表面的分子对水分子的吸引力称为分子力.,第二节土壤水的存在形态,1、土壤水作用力(Forcesgoverningsoilwater),毛管力(Capillaryforce)：,由于浸润性液体表面张力作用引起的水分在土壤毛细管中上升的力称为毛管力.,WhatisAdhesion（粘着力）?itistheattractionoftwodifferentmolecules(watertosoil),WhatisCohesion（粘结力）?itistheattractionoftwosimilarmolecules(watertowater),第二节土壤水的存在形态,1、土壤水作用力(Forcesgoverningsoilwater),毛管力(Capillaryforce)：,由于浸润性液体表面张力作用引起的水分在土壤毛细管中上升的力称为毛管力.,第二节土壤水的存在形态,1、土壤水作用力(Forcesgoverningsoilwater),重力(Gravitationalforce)：,地球引力对水分产生的作用力称为重力.,第二节土壤水的存在形态,2、土壤水类型(Soilwaterclassification),第二节土壤水的存在形态,吸湿水(HygroscopicWater)：被干燥土粒表面分子引力所强烈吸附的水分。表现出固态水的性质，没有溶解能力，不能移动,2、土壤水类型(Soilwaterclassification),第二节土壤水的存在形态,膜状水(Filmwater)：在吸湿水外层，被土粒剩余分子力所吸持的水膜。,2、土壤水类型(Soilwaterclassification),第二节土壤水的存在形态,毛管水(Capillarywater)：由毛管作用保持在土壤毛管孔隙中的水。,毛管上升水(Ascendingwaterincapillarytube)：地下水凭借毛管作用上升进入到土壤孔隙中毛管悬着水(Suspendedcapillarywater)：凭借毛管作用保持在靠近地面土层中的水分,2、土壤水类型(Soilwaterclassification),第二节土壤水的存在形态,重力水(Gravitationalwater)：在重力作用下能自由在土壤中运动的水。,渗透重力水：在重力作用下，沿土壤中非毛管孔隙向下渗透的水。支持重力水：由地下水所支持而存在于毛管孔隙中的连续水体或由土层中相对不透水层阻止渗透水继续向下而形成的水体。,2、土壤水类型(Soilwaterclassification),第二节土壤水的存在形态,3、土壤水分常数(Soilwaterconstants),某些特征条件下的土壤含水率，称为土壤水分常数,最大吸湿量：饱和空气中，干燥土壤能吸收的最大水汽量,最大分子持水量：土壤颗粒的分子力所能吸附的水分最大值,凋萎系数：土壤颗粒对水分子的吸力为15个大气压时的土壤含水量（植物开始永久性凋萎）,毛管断裂含水量：毛管悬着水的连续状态开始断裂时的含水量,田间持水量：土壤中毛管悬着水达到最大时的土壤含水量,饱和含水量：土壤中全部孔隙都被水充满时的土壤含水量,第二节土壤水的存在形态,Saturation（饱和状态）versusfieldcapacity,SaturationistheamountwaterasoilcanholdwhenallporespacesarefullFieldcapacityistheamountofwaterasoilscanholdagainstgravitydrainage,3、土壤水分常数(Soilwaterconstants),第二节土壤水的存在形态,3、土壤水分常数(Soilwaterconstants),第二节土壤水的存在形态,4、土壤水分常数的水文学意义,Infiltration,小and慢,大(植物散发),随土壤含水量增加而增加,蒸发能力,RS,NORG,RG,Evapotranspiration,Runoff,第二节土壤水的存在形态,5、不同土壤类型的土壤参数,第三节土壤水的能量状态,1、土水势(Soilwaterpotential),第三节土壤水的能量状态,例题,1、土水势(Soilwaterpotential),第三节土壤水的能量状态,2、土壤水分特性曲线(Soilwatercharacteristiccurve),吸力与土壤含水量的关系，称为土壤水分特性曲线,Soilmoisturesuction,Soilmoisturecontent%,AffectthefactorsTextureStructureTemperaturePhenomenonofhysteresis,Clay,Silt,Sand,第三节土壤水的能量状态,2、土壤水分特性曲线(Soilwatercharacteristiccurve),机理：墨水瓶效应沙土比粘土明显,第三节土壤水的能量状态,3、土壤水分特性曲线的用途,4)应用数学物理方法对土壤中的水运动进行定量分析时，水分特征曲线是必不可少的重要参数,1)首先，可利用它进行土壤水吸力S和含水率之间的换算,2)土壤水分特征曲线可以间接地反映出土壤孔隙大小的分布,3)水分特征曲线可用来分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性,第四节土壤水运动的控制方程,1、非饱和土壤的达西定律,饱和土壤达