根据上面所述,以上不同形态的土壤水分均存在一极限特征值,且对于一定质地和结构的土壤来说,这些极值基本保持恒定不变,因此将这些极值称为土壤的水分常数。水文学中常见的水分常数有以下几种。
(1)最大吸湿量。在水汽饱和的空气中,土壤能够吸附的最大吸湿水量称为最大吸湿量,或称为吸湿系数。
(2)最大分子持水量。薄膜水达到最大时的土壤含水率称为最大分子持水量。显然,最大分子持水量是吸湿水和膜状水的总和。
(3)凋萎系数。植物从土壤中吸收水分需要力的作用,当植物根系吸收水分的作用力小于水分与土壤颗粒之间的作用力时,植物就无法从土壤中吸收水分,导致植物缺水并发生凋萎和死亡,此时土壤的含水率称为凋萎系数。通常,凋萎系数介于最大吸湿量和最大分子持水量之间。
(4)田间持水量。毛管悬着水达到最大时的土壤含水率称为田间持水量。它是吸湿水、膜状水和毛管悬着水的极限值。当降雨或灌溉水渗入土壤后,土壤含水率超过了田间持水量,多余部分将会以自由重力水的形式排出,对水文学有重要意义。
(5)毛管断裂含水率。毛管悬着水因作物吸收、土壤蒸发等原因,水分含量减少到一定程度时,粗毛管悬着水的连续状态断裂,但细毛管孔隙中的水分仍是连续状态,此时的土壤含水率称为毛管断裂含水率,当土壤处于毛管断裂含水率时,毛管连续输移水分的能力受到明显限制。(www.xing528.com)
(6)饱和含水率。土壤中所有空隙被水全部充满时的含水率称为饱和含水率。此时的体积饱和含水率也代表着土壤的孔隙率。饱和含水率与田间持水量之间的水为自由重力水。
不同土壤的水分常数见表5.1。
表5.1 华北平原几种典型土壤的水分常数(体积含水率,%)[3]
以上水分常数和水文现象的变化关系密切,高于田间持水量的水分属于运动性较强的水分,可以直接形成表层流和地下径流;田间持水量与毛管断裂含水量之间的水分具有中度运动性,是土壤水与外界交换的主要部分。
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