农田水利工程（三）

土水势(soil water potential)相对于纯水自由水面，土壤水所具有的势能。是势能的一种形式。土壤水和自然界中其他物质一样，具有各种形式的能量，因流动速度甚小，忽略其动能，集中研究土壤水的势能。当水分进入土壤孔隙中，它受到吸附力、毛管力、重力和溶质离子的引力等的作用，就分别产生了基模势(包括吸附势、毛管势)，重力势，溶质势和压力势等。所有这些能量的总和，称为“总土水势”。每一项称为分势。根据国际土壤学会土壤物理学术委员会(1963年)定义：在标准大气压下，从自由水面把无限少量的单位数量纯水等温、可逆地移动到土壤中某一吸水点，使之成为土壤水所做的功。土水势的大小可以清楚地表明土壤水对作物的有效程度、土壤水运动的方向和速度。它是研究土壤水分运动和上植—气连续系统最基本的概念。
　　基模势(matrix potential)亦称“基质势”。土壤基模产生的势能。即水和土颗粒间相互作用力、静电引力以及毛管力所产生的势能。水在土壤孔隙中，受到肢体颗粒所具有的巨大表面能、表面静电引力的吸附，另外还受到孔隙中水气交界面上弯液面所产生的毛管力的吸持。因受到这些力的作用，使得水分自由水面进入土壤，成为土壤水。由于内力作功,使得这部分土壤的势能低于自由水面。基模势值在非饱和土壤中永远是负值。土壤含水量高，基模势大(绝对值小)；当土壤饱和时，基模势等于零；土壤含水量低，基模势就小(绝对值大)。基模势还可分为吸附势和毛管势。它在总土水势中起重要作用。
　　溶质势(solute potential) 亦称“渗透压势”。水分子和溶质离子间相互作用的势能；土壤水中溶解有各种溶质，不同离子和水分子之间存在吸引力，由于这些力的作用，所产生的势能就低于纯水的势能。纯水的溶质势等于零；含有各种溶质的土壤水溶液，溶质势为负值。在含盐很低的土壤中，溶质势可以忽略；在盐碱地，溶质势在总土水势中起重要作用。在水-植-气连续系统中，植物吸水主要由于溶质势的作用。
　　渗透压势(osmotic potential)即“溶质势”。压力势(pressure potential) 饱和土壤中，静水面以下任何一点承受静水压力，超过基准面的水压力而产生的土水势。土壤在饱和状态下，压力势值等于静水压强，为正值。在非饱和土中，压力势等于零；也有把基模势称为负的压力势。
　　重力势(gravity potential) 由重力对土壤水的作用，使土壤水所具有的势能，其大小由土壤水在重力场中的位置，即相对于基准面的高差或距垂直坐标轴原点的位置来确定。重力势值可为正值，也可为负值。当坐标轴向上取，原点以上的重力势值均为正值；反之，为负值。
　　土壤水吸力(soil water suction)土壤水在承受一定吸力条件下所处的能量状态。不是土壤对水分的吸力。它的意义和土水势一样，其数值也相等，但符号相反。土壤水吸力形象易懂，且可避免因使用负数的土水势值研引起的麻烦。按水分子在土壤孔隙中所受的作用力，可分为基模吸力和溶质吸力。
　　土壤水容量(soil water capacity) 亦称“比水容度”。单位吸力的变化，引起土壤可吸入或释放出的水量。反映土壤在某一吸力范围内的保水性能。
　　比水容度(specific water capacity) 即“土壤水容量”。土壤水分运动(soil water movement) 土壤中土水势分布不均，土水势梯度驱使水分向势能较低处运移以趋向平衡的一种能量转换过程。土壤水分运动可以气态方式进行，称水气运动，由于水气数量少，仅在土壤非常干燥和土壤蒸发时考虑。大量的是以液态方式进行。实验证明，液态土壤水在非饱和状态
下运动仍符合达西定律，即流经非饱和土的水通量与土水势梯度成正比，流向指向水势降低方向。
　　下渗(infiltration) 亦称“入渗”。降水透过地面向下渗入土壤中的过程。当雨水到达地面时首先补充土壤上层缺水，其余则向下渗透成为地下水。是重力、阻力、分子吸力、毛管力。惯性力和空气余压力综合作用的结果，并取决于降雨特性、土壤性质、土壤前期含水量、孔隙率、植被条件、耕作状况及水温等因素。各种土壤在降雨开始时，如土壤前期含水量小，加之表土疏松，裂隙；孔隙大，水力坡降大，则下渗强度很大，称为“初渗”。当降雨持续财。随着土壤水分不断增加，土壤结构的破坏和肢体的膨胀，土壤湿润厚度的增加而使水力坡降减小，下部土壤又较密实，下渗强度则逐渐减少，而在土壤水分达饱和后，下渗强度则降至很而接近不变的常数，称为“稳渗”。下渗对径流形成是一种重要的损失。下渗直接影响土壤水分的增加及地下水的补给，所以也是农业、灌溉、排水及水土保其中的一个重要因素。
　　下渗率(infiltratin rate;intake rate) 亦称“入渗率”、“下(入)渗速度”、“下(入)渗强度”、“渗吸速度”。指降雨或灌溉水进入非饱和土壤的垂直入渗的速度。以单位时间通过单位面积的水量表示，即mm／min或mm／h。是一个随时间变化的数值。在灌溉设计中选择下渗率时，一般不用“初渗”值，而采用整个灌水期内占优势的数值。