土壤水分的形态-水文学概论

在上述各种力的作用下，根据土壤水分存在的形式和性质，可将土壤水分分为如图6.2所示的类型。

图6.2　土壤水的分类

1.吸湿水

土粒能吸附空气中的水分子的性能称为吸湿性，所吸附的水分称吸湿水。土壤颗粒分子力所吸附的水分，其厚度约为几个到二十个水分子的厚度。紧贴土粒表面的水分子所受的分子吸力可达1.01GPa，当在水汽饱和状态下，土壤吸湿水达到最大吸湿量，其外层分子吸力降为3.14MPa。由于分子吸力很大，使水分子间的距离小于正常液态水分子之间的间距，而表现出固态水的性质。吸湿水没有溶解能力，不能自由移动，只能在105～110℃高温下汽化消失，是紧束缚水，对水文现象的影响不大。

2.薄膜水

薄膜水是在吸湿水外面由土粒剩余分子力所吸附的水膜。薄膜水所受吸力约为0.633～3.14MPa，与液态水的性质基本相似，能以湿润的方式，从一个土粒较厚的水膜向另一土粒较薄的水膜移动，如图6.3所示，其移动速度非常缓慢，一般为0.2～0.4mm/h。但薄膜水不受重力的影响，随着水膜厚度相互逐渐趋于均匀，速度逐步减小而停止。

3.毛管水

毛管水是指依靠毛细管的吸引力而被保持在土壤孔隙中的水分。根据其与地下水的关系，可将毛管水分为毛管上升水与毛管悬着水两类。在毛管力作用下，地下水沿着毛管孔隙上升进入非饱和带土壤中，此部分水称为毛管上升水。土壤孔隙越细，毛管力越大，毛管水的上升高度也越大。灌溉或降雨后，依靠毛管作用而保持在上层土壤细小孔隙中的水分，称为毛管悬着水。毛管悬着水的特点是呈“悬挂”状态存在于土层中，与地下水无毛管上联系。可以看出，毛管悬着水来源于地表水，毛管上升水来源于地下水，如图6.4所示。(www.xing528.com)

图6.3　土壤颗粒间薄膜水的移动示意图

图6.4　毛管悬着水和毛管上升水示意图

4.重力水

重力水是指土壤中在重力作用下能自由移动的水分。重力水是地下水的重要来源。与毛管水类似，重力水又分为渗透自由重力水和支持重力水。所谓渗透自由重力水是指在重力作用下沿孔径较大的非毛管孔隙由土壤表面向下渗透的水分；所谓支持重力水是指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。

在以上水类型当中，悬着水和自由重力水对径流的形成有重要作用，在一定条件下还可成为径流的主要组成成分。因此，土壤中的自由水的存在具有重要意义。