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土壤水分类型PPT课件

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农田土壤水分状况PPT演示课件

农田土壤水分状况PPT演示课件
lg t lg1
it i1t
16
入渗试验——例
t(min) i(mm/min)
1
7.4
2 5.81
3 5.04
4 4.56
5
4.2
10 3.3
15 2.87
20 2.59
30 2.25
50 1.88
100 1.48
200 1.16
lgt lgi 0.0 0.87 0.3 0.76 0.48 0.70 0.60 0.66 0.70 0.62 1.00 0.52 1.18 0.46 1.30 0.41 1.48 0.35 1.70 0.27 2.00 0.17 2.30 0.06
lgi
1
0.8
y = -0.351x +
0.8668
0.6
0.4
0.2
0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 lgt
设：y kx b
k 0.351
lg i1 b 0.8668
17
考斯加可夫经验公式应用——例
积水或径流
18
五、SPAC系统的概念
1. 定义：在水势梯度作用下，土壤水分被作物吸收、 传输，并转化成水汽从叶面扩散进入大气的连续 过程，这样一个过程形成了一个统一的,动态的 系统,即土壤-作物-大气连续体（Soil-PlantAtmosphere Continuum)。
i（f 单位：mm/h）
入渗总量：
1
I St 2 i f t
（单位：mm）
13
入渗条件下的土壤水分运动
i f ——稳定入渗率，相当于渗透系数
s ——吸水率，与土壤含水率有关, 系。
5、土壤水分入渗规律（图）：

土 壤 水 分

土 壤 水 分
● 生产中必须掌握土壤含水量在凋萎系数1.5～3.0倍时进行灌溉，才能避免 旱害。
*
土壤水分
1.1 土壤水分类型
3）毛管水（有效水）
借助毛细管引力吸持和保持在毛细管孔隙中的水，易被植物吸收。 （1）毛管悬着水 指大气降水或灌溉后，吸持在毛管中的水，它和地
下水不相连接，而“悬挂”在土壤上层毛细管中。当毛管悬着水达到 最大值时的土壤含水量称为田间持水量，它是判断旱地土壤是否需要 灌水和确定灌水量的重要依据。不同土壤质地的田间持水量相对比较 稳 定 （ 表 6- 2）。 表6-2 不同质地土壤的田间持水量（%）
1）土壤水分含水量指标
（1）自然含水量（绝对含水量）
● 用土壤水分质量占烘干土壤质量的百分比表示，这是一种最常用的 表示方法。
土壤自然含水量（％）＝
湿土质量烘干土质量 烘干土质量
100
● 也可用容积含水量来表示，即土壤水分体积占土壤体积的百分比。
土壤自然含水量的体积百分率（％）＝
水的体积 土壤体积
100
土壤吸湿系数、凋萎系数、田间持水量和饱和含水量等土壤水分状况标志 值，称为土壤水分常数，它们不仅反映土壤水分的数量和能量水平，也可 反映土壤水分的吸持和运动状态及被植物利用的难易程度。
*
土壤水分
土壤水分测定仪
*
土壤水分
1.2土壤水分的有效性
●土壤水分对植物是否有效，主要取决于土壤对水分的保 持力与植物根系的吸水力。
宜旱地植物的生长发育。
（3）土壤蓄水量
水层厚度(mm)＝土层厚度(mm)×自然含水量(质量%)×土壤 密度
*
土壤水分 1.3 土壤水分含水量的表示方法 2）土壤水分能量指标 ● 土壤能量指标包括土壤水势和土壤水吸力，它们的数值和表示单位 相同，单位为气压，水势为负值，水吸力为正值。能直接表明土壤 水的能量状态和对植物的有效性，可在不同的土壤之间相互比较， 也可以在土壤—植物—大气之间统一使用。

农田水分状况和土壤水分运动 PPT课件

农田水分状况和土壤水分运动 PPT课件

一、农田水分存在形式
农田水分状况：指农田地表水、土壤水 和地下水的多少及其在时间上的变化。
•地表水：地表积水。
•土壤水：存在于包气带中的水分。 •地下水：饱水带中的重力水。
汽态水、吸着水 汽态水、吸着水、薄膜水 毛细带表面 毛细水为主 地下水面（潜水面） 潜水土壤水分形态
质地 名称
重 吸湿 系数 — 1~2 1~2 2~3 2~3 — — — 凋萎 系数 — 4~6 4~9 6~10 6~13 15．0 12~17 —
量(%) 田间持 水量 16~22 22~30 22~28 22~28 22~28 28~32 25~35 30~35
紧沙土 沙壤土 轻壤土 中壤土 重壤土 轻粘土 中粘土 重粘土
0.1-0.3个大 气压
吸湿系数（Ws）：干土壤在水汽
相对饱和的环境中（相对湿度 100%）吸持水分子可达到最大量 ，此时土壤的含水量称为最大吸湿量 或吸湿系数（大概有15—20层水分 子）。
31个大气压
不同土壤吸湿系数不一样： 一般，粘土 >壤土>砂土， 另外吸湿系数大小还 与测定时温度有关，温度高，吸湿系 数小。
土壤三相体示意图
2、土壤水分常数
（2）土壤水分常数
土壤饱和含水率(θs) ：当土体孔隙完全被 水充满时的土壤含水 率叫饱和含水率（也 称全持水量）。
VW s V
土壤三相体示意图
2、土壤水分常数
田间持水率（θfc）：悬着毛管水
达到最大时的土壤含水率叫田间持水 率。生产实践中，常将灌水两天后土 壤所能保持的含水率叫田间持水率。 一般为饱和含水率的50%左右。
土粒
2、土壤水分常数
凋萎系数(wp)：当作物产生 永久凋萎时的土壤含水率叫 凋萎系数。

农业气象观测规范-土壤水分分册(ppt 57页)

农业气象观测规范-土壤水分分册(ppt 57页)

土壤水分分册土壤水分分册目录第一章土壤水分测定 (76)1.1 测定土壤水分的意义 (76)1.2 土壤湿度测定一般规定 (76)1.3 烘干称重法测定土壤湿度 (77)1.4 中子仪测定土壤湿度 (78)1.5 土壤相对湿度和土壤水分贮存量的计算 (81)1.6 其它土壤水分状况项目的测定 (81)第二章土壤水文、物理特性测定 (83)2.1 测定项目 (83)2.2 测定的基本要求 (83)2.3 土壤容重的测定 (84)2.4 田间持水量的测定 (86)2.5凋萎湿度的测定 (87)第三章土壤水分测定记录簿、表的填写 (89)3.1 农气簿－2－1的填写 (89)3.2 农气簿－2－2的填写 (90)3.3 农气簿－2－3的填写 (91)3.4 农气表－2－1的填写 (92)3.5 农气表－2－2的填写 (93)附录1土壤常用参考资料与数据 (94)附录2微波炉快速测定土壤湿度操作方法 (96)附录3目测土壤湿度观测方法 (97)附录4土壤水分测定记录簿、表格式 (98)第一章土壤水分测定1.1 测定土壤水分的意义土壤水分状况是指水分在土壤中的移动、各层中数量的变化以及土壤和其它自然体（大气、生物、岩石等）间的水分交换现象的总称。

土壤水分是土壤成分之一，对土壤中气体的含量及运动、固体结构和物理性质有一定的影响；制约着土壤中养分的溶解、转移和吸收及土壤微生物的活动，对土壤生产力有着多方面的重大影响。

土壤水分又是水分平衡组成项目，是植物耗水的主要直接来源，对植物的生理活动有重大影响。

经常进行土壤水分状况的测定，掌握土壤水分变化规律，对农业生产实时服务和理论研究都具有重要意义。

1.2 土壤湿度测定一般规定1.2.1观测地段种类土壤湿度测定设有三种观测地段，除为实时服务外，各有其不同的目的：1.固定观测地段：为研究土壤水分平衡及其时空变化规律，所设置的长期固定的周年土壤湿度测定地段。

地段对所在地区的土壤水分状况应具有代表性。

第6章土壤水和地下水PPT课件

第6章土壤水和地下水PPT课件
壤土
土壤质地三角形
§1 土壤的质地结构及“三相”关系
土壤结构：
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。
§1 土壤的质地结构及“三相”关系
土壤中的“三相”关系：
固体颗粒、土壤水、空气
§1 土壤的质地结构及“三相”关系
与土壤“三相”有关的物理量：
s 表示土壤中固相比例的物理量：
最大吸湿量
❖在水汽达到饱和的空气中，干燥土壤的吸湿水达 到最大数量时的土壤含水量称为最大吸湿量，又 称吸湿系数。
最大分子持水量
❖膜状水达到最大数量，也就是水膜厚度达到最大 时所相应的土壤含水量称为最大分子持水量，它 是靠土壤颗粒分子力结合水分的最大值。
凋萎系数
❖ 植物生长需要通过根系不断地从土壤中吸收水分。根毛的吸水力量约 为15个大气压。当土壤颗粒对水分子的吸力超过15个大气压时，植物 就会因吸取不到土壤水而凋萎枯死。因此，所谓凋萎系数就是指土壤 颗粒对水分子的吸力为15个大气压时的土壤含水量。
土壤水运动的控制方程土壤水运动的控制方程非饱和水流的连续性方程非饱和水流的连续性方程单位时间内流入控单位时间内流入控制体的水量制体的水量流出控流出控制体的水量制体的水量控制体控制体内土壤水的改变量内土壤水的改变量w1w2w2w3先在田间地块选择代表性取样点按所需深度分层取土样将土样放入铝盒并立即盖好盖以防水分蒸发影响测定结果称重即湿土加空铝盒重记为w1然后打开盖置于烘箱在105110条件下烘至恒重再称重即干土加盒重记为w2
q
K(m)
d
dx
式中：K(m
d
dx
)
—非饱和导水率； —总水势梯度。
非饱和流导水率
非饱和条件下土壤水流 的数学表达式与饱和条件下 的类似，二者的区别在于： 饱和条件下的总水势梯度可 用差分形式，而非饱和条件 下则用微分形式；饱和条件 下的土壤导水率对特定土壤 为一常数，而非饱和导水率 是土壤含水量或基质势的函 数。

土壤的水分

土壤的水分
相对含水量=土壤含水量/田间持水量*100%
这是栽培学中常用的表示方法。
（三）土壤含水量的表示方法
（3）水层厚度
（4）水的体积
（5）土壤墒情：河北省农民群众常把土壤 含水量的多少称为土壤墒情。
高考直通车
一、选择题
1、土壤肥力各因素中，（ B ）时最活跃的因素。
A 养分 B水分 C空气 D热量
2、土壤中最宝贵的水分类型是（ C）
（一）土壤水分类型及其性质
4、重力水
重力水：当土壤含水量超过田间持水量后， 受重力作用，沿土壤大孔隙向下渗透的水。
最大蓄水量（饱和含水量）：土壤全部孔 隙都充满水时的土壤含水量。
（二）土壤水分的有效性
根据土壤水分所受的吸持力和被植物吸收利用的实 际情况，将土壤水分分为三种类型。
有效水：土壤中能够被植物吸收利用的 水。 无效水：不能被植物吸收利用的水。 多余水：暂时存在于通气孔隙中的水。
中壤土 重壤土 黏土
22-26 24-28 28-32
24
26 30
结论：土壤质地由粗到细，田间持水量逐 渐增大。
（一）土壤水分类型及其性质
（2）毛管上升水
毛管上升水：当地势较低，地下水位借 毛管力上升而保持在土壤毛管中的水分。
土粒
毛管 上升 水示 意图
地下水位
毛管上升水的最大含水量叫毛管持水量。
A吸湿水 B膜状水 C毛管水 D重力水
3、当土壤含水量小于或等于萎蔫系数时，土壤水分为（ B）
A膜状水 B吸湿水 C毛管水 D重力水
4、土壤有效水的下限是（ B ）
A吸湿系数 B萎蔫系数 C田间持水量
二、计算题 1、今要测定某土壤含水量，取湿土重15g， 烘干后重9.4g，则改土壤含水量为多少？

04 土壤水分


• 容积含水量 单位土壤总容积中水分所占的容积分 数
土壤水容积含水量 %= 土壤水容积
土壤总容积
×100
土壤容积含水量(%)=水的体积/土体体积 =水的体积/(土重/容重)
=土壤重量含水量×容重
例题：已知一土壤的重量含水量为20 % ，容重 为1.25 g cm-3 , 求该土壤的容积含水量？ （试算） θv = 20 ×1.25 / 1 = 25 %
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
土粒
毛管 悬着 水示 意图
•地下水位
土粒 地下水位
毛管 上升 水示 意图
Ⅰ.自地下水面向 上供水的毛管水的 网 Ⅱ.充水的粗毛管 供水 ⒈土粒
土壤溶质浓度越高，溶质势越低。 溶质势只有对半透膜的水分运动起作用。
●压力势ψp
正值。只有当土壤水分饱和时 才有压力势在不饱和土壤中压力势为0.饱和土 层越深，压力势越高。 p=wghV
●重力势 ψ g
重力势（ g ）是指由重力作 用而引起的土水势变化。 任何时候重力势都存在。 高于参比面时为正，反之为负，参比面处重力势为 0.
2、土壤水吸力与土水势的比较
• 土壤水吸力只在非饱和的条件下应用； • 土壤水吸力只含土水势的部分分势（基质势、 溶质势）； • 在非饱和时二者的绝对值相等，符号相反； • 土壤水吸力在数值上可理解为土壤颗粒对水的 吸力
三、土壤水分特征曲线：
指土壤水分含量与土壤水吸力的关系曲线。
目前尚无法从理论上推导出土壤含水率与土壤水吸力或基质势之间小关系，只 能用实验方法获得水分特征曲线。

土壤水分PPT课件


饱和含水量 % = （280-230 ）/ (230-100)×100 = 38.46
毛管含水量% = （265-230 ）/ (230-100)×100 = 26.92
吸湿系数 Hygroscopic Coefficient 当干土从饱和水蒸气中吸收的水达最大量时 的土壤含水量
（四）土壤水分含量的测定
烘干法（经典的方法） 中子法 TDR法
土壤水分、容重、孔隙计算题
野外利用体积为100cm3的环刀采回一土壤样品， 称ห้องสมุดไป่ตู้湿重为255g，让其浸入水中充分吸水后 称重为280g，让其排出重力水后称重为265g， 在1500kPa时重250g，烘干后重230g，环刀重 100g，求该土壤的饱和含水量、毛管含水量、 自然含水量、凋萎系数；总孔隙度、通气孔 隙度、毛管孔隙度，非活性孔度；容重。
毛管持水量
毛管上升水达到最 大时的土壤含水量
3）受重力作用的水—重力水
重力水：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
特点： 移动速率快，难以保持在土壤中 可被根系吸收 占据大孔隙，影响通气性 对旱作属多余水
土壤饱和含水量
土壤所有孔隙都充满 水时的含水量，也称为土 壤全持水量
2）受毛管力吸持的水—毛管水
毛管水：存在于土壤毛管孔隙中的水分， 称为毛管水。包括毛管悬着水和毛管上 升水。
特点： 移动速率快 能溶解溶质 可被根系吸收，属易效态 是植物利用土壤水分的主要形态
毛管悬着水
借助于毛管力保持在上层土壤的毛 管孔隙中的水分，它与来自地下水上升 的毛管水并不相连，好像悬挂在上层土 壤中一样，故称之为毛管悬着水
最大吸湿量（吸湿系数）： 干土在近于水汽饱和的大气 （96~100%）中吸附水汽，并在 土粒表面凝结成液态水的数量
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吸湿水＋全部膜状水；水吸力0.63MPa；吸湿水的2～4倍
膜状水
Soil particle
最大分子持水量
凋萎系数
.
15
③毛管水 毛管水是依靠毛管力保持在毛管孔隙中的水分。 特点：毛管水受到吸力6.25-0.1个大气压，
能向上下左右移动，速度快。有溶解养分的能 力，也有输送养分到作物根部的作用。
.
16
.
4
一、土壤水分的保持 土壤水分的保持的力主要有两种，即吸附力
和毛管力。 ①吸附力（范德华力）
分子与分子之间的引力，几十万至几百万千帕 ②毛管力（表面张力）
孔隙或管壁的吸附力，几百至几十千帕
.
5
二、土壤水分类型及性质
①吸湿水
由于干燥土粒的吸附力所吸附的气态水 而保持在土粒表面的水分称吸湿水。
特点：吸湿水受土粒的吸持力很大，
.
18
土粒
地下水位
.
毛管 上升 水示 意图
19
2）毛管悬着水：依靠毛管力保持在土壤上层不 与地下水相连的水分。这种象悬着在上层土壤 中的毛管水称为毛管悬着水。 毛管悬着水的最大时的土壤含水量称为田 间持水量。这是确定灌水量的重要参数。不同 质地，土壤田间持水量有很大不同。
.
20
土粒
毛管 悬着 水示 意图
地下水位
.
21
毛管断裂含水量（作物生长阻滞含水量）：土壤中的
毛管悬着水因作物吸收和土表蒸发而发生断裂时的土 壤含水量。 吸湿水＋膜状水＋部分毛管水；旱地土壤灌水的下限
田间持水量（field capacity）：土壤中悬着毛管水
达到最大量时的土壤含水量。是土壤不受地下水影 响所能保持水量的最大值。
吸湿水＋膜状水＋悬着毛管水；旱地土壤有效 水的上限；确定灌水定额的依据
化学束 吸湿水 缚水
无效水
膜状水
悬着毛管水
上升毛管水
难有效水
易有效水
重力水 多余水
有效水下限 旱地灌溉下限
旱地有效 水上限
.
25
.
22
④重力水
当土壤水分超过田间持水量，多余的水分就会受重 力的作用沿土壤中大孔隙向下移动，这种受重力支配的 水叫重力水。
河 流
地下水
饱和含水量/全持水量 (Saturation)：土壤所有孔隙中
全部充满水分时的土壤含水量。
吸湿水＋膜状水＋. 上升毛管水＋重力水
23
三、土壤水分的有效性
土壤水分能否被植物利用及其被利用的难易程度
有效水储量=当前含水量－凋萎系数 最大范围：田间持水量- 凋萎系数
.
24
干
水吸力/MPa 103
3.1 1.5
0.63
湿
0.05 0.008 0
105℃烘干土 吸湿系数 凋萎系数 最大分子持水量 毛管断裂含水量 田间持水量 毛管持水量 饱和含水量
土壤 土 水分 粒 常数
土壤 水分 形态
土壤 水分 有效 性
10000-31 个 大 气 压 ， 具 有 固 态 水 的 性 质 ， 不
能移动，密度1.2-2.4，105℃可烘出来。
影响因素：质地、含盐量、相对湿度。
.
6
氢键
HH
范德华力 A
A
库仑力
EE
HH
A
A
EE
water vapor
.
7
H
H
R
R
E
E
hygroscopic water layer
.
8
吸湿系数（hygroscopic coefficient）：干燥土壤
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
17
根据土层中地下水面与毛管水相连与否可 分为：
1）毛管上升水：是指地下水沿着毛管上升而 充满毛管孔隙中的水分。土壤中毛管上升水 的最大值称为毛管持水量，它是吸湿水、膜 状水和毛管上升水的总和。毛管水上升高度 与土壤质地相关。
吸 湿 水 ＋ 部 分 膜 状 水 ； 水 吸 力 1.5MPa ； 吸 湿 系 数 的 1.5～2.0倍
膜状水 （部分）
吸湿水
Soil particle
凋萎系数
吸湿系数
.
14
最 大 分 子 持 水 量 （ maximum molecular moisture
holding capacity）：土壤膜状水达到最大值的壤水是土壤的重要组成部分
土壤矿物
(38%,v/v) (95%,w/w)
土壤有机质
(12%,v/v) (5%,w/w)
.
土壤水 (15-35%,v/v)
土壤空气
(15-35%,v/v)
2
• 土壤水是土壤肥力因子之一
水
肥
气
热
.
3
• 土壤水是土壤中最活跃的因素
➢被植物的吸收 ➢溶解矿质养分 ➢参与土壤有机质的矿质化与腐殖化 ➢影响土壤的物理、化学和生物性质
.
10
membrane water
A
RA RB
B
RA > RB
膜状水运动方向
.
11
membrane water
A
RA RB
B
RA ＝ RB
水运动停止
.
12
土粒
膜状水
.
膜 状 水 示 意 图
13
凋萎系数（wilting coefficient）：植物产生永久凋
萎时土壤的含水量。植物可利用的土壤水量（有效 水）的下限。
从湿度接近饱和（>95%）的空气中吸收水汽而达 到的最大含水量。
吸湿水
土壤颗粒
.
吸湿系数
9
②膜状水
达到吸湿系数的土壤，用液态水来继续湿 润，土壤吸湿水层外可吸附液态水分子形成水膜， 这种由吸附力吸附在吸湿水层外面的液态水膜叫 膜状水。
特点：性质与液态水相似，但粘滞性较高而 溶解能力较小，它能移动，但速度非常缓慢。