实用土壤墒情监测预报技术-分势和总势，计算方法和表达式

根据土壤水分作用力的分类，对于纯水，土水势可划分为重力势、静水压力势和基模势等三种分势。

1.重力势

把一定数量的土壤水分举起就要克服重力做功。这个“功”就以重力势形式“储存”在被举起的土壤水分中。因此土壤水的重力势显然取决于水分在重力场中的位置，而水分在重力场中的位置则可以根据任意规定的参照状态来确定。因为这个缘故，重力势可为正值，也可为负值。

设在参照状态以上一定高度z处有一容积为V的水滴，则这个水滴所具有的重力势为

而单位容积的重力势为

若用水滴高度来表示重力势，则有

式中 ρw——水的密度；

其余符号意义同前。

式（2-12）表明，重力势可用水滴相对于参照状态的位置高度来表示。水滴所处的位置越高，重力势就越大。

2.静水压力势

饱和土壤中任一深度处的水滴，因受到来自其上的水压力的作用而具有的势能称为静水压力势。由水力学可知，位于静止地下水面以下h深度处的水滴，单位面积上受到的静水压力为

因此，由静水压力产生的势能为

式中 ΔV——由于静水压力引起的h深度处的水体积的变化；

其余符号意义同前。

由式（2-14）求得单位容积的静水压力势为

若用水柱高度来表示静水压力势，则有

式（2-15）表明，饱和土壤中静水压力势可用地下水面以下的水深h来表示，水深越大，静水压力势也越大。(www.xing528.com)

3.基模势

基模势是指由分子力和毛管力引起的土水势的总称。在非饱和土壤中，由于分子力和毛管力的存在，水分被土壤颗粒吸附。所以基模势总是低于大气压下纯自由水面的势能的，大气压下纯自由水面的势能一般赋予0值，故基模势总是一个负值，其最大值为0，而在饱和土壤中，静水压力势总是大于大气压力下纯自由水面的势能的，故静水压力势总是一个正值。

现以毛管力来说明基模势的定量。由物理学知识可知，毛管作用引起的负压力为

式中 H——毛管上升高度；

其余符号意义同前。

因此，基模势为

式中 ΔV——由负压力引起的水的容积的变化；

其余符号意义同前。

由式（2-18）求得单位容积的基模势为

若用水柱高度来表示基模势，则有

由式（2-20）可以看出，基模势可用毛管上升高度来反映。毛管上升高度越大，基模势就越低于大气压力。

4.总势

土壤水总势是指各分势的合势。若土壤水各分势之间相互独立，则总势就是各分势的代数和，这是现行计算总势的基本假定，实践证明这个假设是合理的。由于静水压力势和基模势不可能同时存在于土壤水分中，因此必须分开不同情况来给出总势表达式。

（1）饱和土壤的总势。在饱和土壤中，由于基模势为零，故总势公式为

（2）非饱和土壤的总势。在非饱和土壤中，由于静水压力势为零，故总势公式为

土壤水的运动方向总是由总势大的地方指和向总势小的地方。当土壤水总势梯度不等于零时，土壤水就处于运动状态；当土壤水总势梯度等于零时，土壤水就处于静止状态。