第三章 土壤水分

Chapter3土壤水分（SoilWater，SoilMoisture）土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)§3.1土壤水分類型§3.1

Theformandpropertiesofsoilmoisture土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤水（soilwater）自由水（freewater）束縛水（bondingwater）

氣態(tài)水:水汽，易凝結(jié)為液態(tài)水

固態(tài)水：冰，冬季寒冷的中高緯度地區(qū)化學(xué)束縛水物理束縛水化合水：H2Al2Si2O

?

8H2O(waterofhydration)結(jié)晶水：CaSO4

?

2H2O(crystallinewater)吸濕水(hydroscopicwater)膜狀水(membrane/filmwater)毛管水(capillarywater)重力水(gravitationalwater)毛管懸著水(hangingcapillarywater)毛管上升水(ascendingcapillarywater)物理束縛水吸濕水(hydroscopicwater)毛管水(capillarywater)重力水(gravitationalwater)毛管懸著水(hangingcapillarywater)毛管上升水(ascendingcapillarywater)膜狀水(membrane/filmwater)一、土壤水分類型1、吸濕水（緊束縛水）

hygroscopic/hydroscopicwater

吸濕水：干燥土粒從大氣和土壤空氣中吸附的氣態(tài)水分Waterwhichisabsorbedfromatmosphericvaporandheldtightlytothesoilgranule.AAAA范德華力watervaporHHHH氫鍵EEEE庫侖力HREHREhygroscopicwaterlayer土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)作用力：土粒表面的引力（范德華力、氫鍵、庫侖力）,強力水吸力：>3.1MPa（3.1×106Pa）特點：密度大；冰點低；厚度??；不能自由移動；無效水影響因素：

土壤空氣濕度：濕度，吸濕水

土壤質(zhì)地：質(zhì)地由砂變粘，，吸濕水

土壤有機質(zhì)含量：有機質(zhì)含量，吸濕水

土壤含鹽量：含鹽量，吸濕水土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)2、膜狀水（松束縛水）

membrane/filmwater(looselybondingwater)

膜狀水：吸濕水達到最大量后，靠土粒剩余的分子引力吸附在吸濕水外面的一層水膜。

membranewaterRARBABRA>RB

膜狀水運動方向RA＝RB水運動停止

Waterwhichisabsorbedbytheremanantmolecularattractionwhenthehygroscopicwaterreachthemaximumlimit.土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)作用力：土粒表面較弱的分子引力(范德華力)、水分子內(nèi)聚力、交換性陽離子的水化作用水吸力：3.1~0.63MPa特點：密度較大；冰點較低；移動緩慢；部分有效土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)3、毛管水

capillarywater

毛管水：受毛管力的作用在土壤毛管孔隙中保持和運動的水分。

Waterheldin,ormovingthrough,capillaryintersticesinsoil。土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)特點：自由水（保存、運動、溶解養(yǎng)分）；有效水（availablewater）水吸力：0.63～0.008MPa作用力：土壤毛管孔隙（0.06～0.002mm）的毛管力

capillarity2TP＝r表面張力毛管半徑毛管力土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)懸著毛管水hangingcapillarywater地下水位較深時，降雨或灌溉后靠毛管力保持在土壤上層中的水分。旱地懸著毛管水的最大值稱為田間持水量上升毛管水a(chǎn)scendingcapillarywater地下水藉毛管力支持上升并保持在上層土壤毛管中的水分。

上升毛管水的最大值稱為毛管持水量懸著毛管水上升毛管水地下水土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)4、重力水

gravitationalwater

重力水：當(dāng)土壤含水量超過田間持水量后，過量的水分不能被毛管力所吸持，而在重力作用下沿土壤大孔隙向下移動的水分。

Soilwaterinexcessofcapillaryandhygroscopicwaterandmovesfreelyundertheeffectofgravity.Itisfoundbeyond0.06millimetersfromthesurfaceofsoilparticles.作用力：重力特點：自由水；多余水；水田為有效水（availablewater）水吸力：0.008～0MPa土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤水（soilwater）自由水（freewater）束縛水（bondingwater）

氣態(tài)水:水汽，易凝結(jié)為液態(tài)水（vaporouswater）固態(tài)水：冰，冬季寒冷的中高緯度地區(qū)（solidwater）化學(xué)束縛水物理束縛水化合水：H2Al2Si2O

?

8H2O(waterofhydration)結(jié)晶水：CaSO4

?

2H2O(crystallinewater)吸濕水(hydroscopicwater)膜狀水(membrane/filmwater)毛管水(capillarywater)重力水(gravitationalwater)毛管懸著水(hangingcapillarywater)毛管上升水(ascendingcapillarywater)物理束縛水吸濕水(hydroscopicwater)毛管水(capillarywater)重力水(gravitationalwater)毛管懸著水(hangingcapillarywater)毛管上升水(ascendingcapillarywater)膜狀水(membrane/filmwater)二、土壤水分常數(shù)(土壤水分數(shù)量指標(biāo))

Soilwaterconstant/quantitativedescriptionofsoilwater

土壤水分常數(shù)：在一定條件下，土壤各類型水分達到最大量時的土壤含水量。Waterquantitativecontentwhencertainformofsoilwaterreachesitsmaximumlimit.在一定條件下，同一土壤的水分常數(shù)保持相對穩(wěn)定的數(shù)值。土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)

1、吸濕系數(shù)（hygroscopiccoefficient）：干燥土壤從濕度接近飽和（>95%）的空氣中吸收水汽而達到的最大含水量。土壤吸濕水的最大值；水吸力3.1MPa

2.凋萎系數(shù)（wiltingcoefficient）：植物產(chǎn)生永久凋萎（permanentwilting）時土壤的含水量。植物可利用的土壤水量（有效水）的下限。吸濕水＋部分膜狀水；水吸力1.5MPa；吸濕系數(shù)的1.5～2.0倍

3.最大分子持水量（maximummolecularmoistureholdingcapacity）：土壤膜狀水達到最大值的土壤含水量。吸濕水＋全部膜狀水；水吸力0.63MPa；吸濕水的2～4倍土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)

4.毛管斷裂含水量（作物生長阻滯含水量）：土壤中的懸著毛管水因作物吸收和土表蒸發(fā)而發(fā)生斷裂時的土壤含水量。

吸濕水＋膜狀水＋部分毛管水；處于對植物“供不應(yīng)求”的狀態(tài)；旱地土壤灌水的下限

5.田間持水量（fieldcapacity）：土壤中懸著毛管水達到最大量時的土壤含水量。是土壤不受地下水影響所能保持水量的最大值。

吸濕水＋膜狀水＋懸著毛管水；旱地土壤有效水的上限；確定灌水定額的依據(jù)；水吸力0.05MPa土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)

6.(最大）毛管持水量(maximumcapillarycapacity)：土壤所有毛管孔隙中都充滿水分時的土壤含水量。吸濕水＋膜狀水＋上升毛管水；水吸力0.008MPa

7.飽和含水量/全持水量

(Saturation)：土壤所有孔隙中全部充滿水分時的土壤含水量。吸濕水＋膜狀水＋上升毛管水＋重力水；水吸力0MPa；水田灌水水量的依據(jù)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)三、土壤水分的有效性

Availabilityof

soilwater

土壤水分有效性：土壤水分能否被植物利用及其被利用的難易程度。有效水(availablewater)無效水(unavailablewater)易有效水(easilyavailablewater)難有效水(hardlyavailablewater)多余水(redundantwater)無效水(unavailablewater)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)干濕水吸力/MPa土壤水分常數(shù)土壤水分形態(tài)土壤水分有效性土粒103化學(xué)束縛水105℃烘干土3.1吸濕水吸濕系數(shù)1.5無效水凋萎系數(shù)0.63膜狀水最大分子持水量難有效水毛管斷裂含水量0.05懸著毛管水田間持水量0.008上升毛管水易有效水毛管持水量0重力水多余水飽和含水量有效水下限旱地灌溉下限旱地有效水上限土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)影響土壤有效水量的因素：

土壤有機質(zhì)含量越高，有效水量越大；

土壤結(jié)構(gòu)、土壤松緊度土壤質(zhì)地(決定因素)田間持水量凋萎系數(shù)重力水有效水無效水2015105有效水含量％細砂土面砂土粉砂土粉土粉壤土粘壤土壤粘土粘土土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)四、土壤含水量及其表示方法

Content

of

soilwateranditsdescription土壤含水量：soilwater

content土壤濕度：soilhumidity土壤含水率：percentageofsoilwater一定量土壤中所含水分數(shù)量的多少。土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)1.土壤重量/質(zhì)量含水量：θm（masswatercontentofsoil）土壤所含水分的重量占烘干土重的百分數(shù)。土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)2.容積/體積含水量（volumetricwatercontent）：θv土壤水分體積占土壤體積的百分數(shù)。土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)3.水層厚度（waterthickness）

：hw土壤所含水分的重量占烘干土重的百分數(shù)。與降雨量及騰發(fā)量相對應(yīng)＝hs（mm）×θm×rd土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)4.土壤貯水量（soilwater-storagecapacity）

：Vw

一定厚度單位面積土壤中水的體積。與灌、排水定額相對應(yīng)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)5.相對含水量（relativesoilwatercontent）

：Rw土壤實際含水量與田間持水量（或全持水量）的百分比值。無量綱值。旱地土壤（dryland/uplandfieldsoil）：水田土壤（paddy/lowlandfieldsoil）：土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)6.土壤水分飽和度（percentsaturationofsoilwater）土壤水分體積占土壤孔隙體積的百分數(shù)。土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)特點：準(zhǔn)確；費時；不便定位測定。改進快速法：紅外線烘干法、微波爐烘干法酒精烘干法、酒精燒失法。1.烘干法（drying）在105～110℃條件下，烘至恒重，為烘干土重(Ws)，以此為基礎(chǔ)計算水分重的百分比（%）。四、土壤水分的測定

measurementofsoilwater土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)2.中子法（NeutronProbe）特點：簡便、較精確;只能用于較深土層水分測定;有機質(zhì)中的氫影響測定結(jié)果。原理：利用中子熱化原理，快中子源發(fā)出的中子在遇到氫原子后，失去部分動能轉(zhuǎn)化成慢中子，儀器根據(jù)測出的慢中子數(shù)量計算出被測物含水量。中子儀土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)3.TDR/FDRFDR：FrequencyDomainReflectometry原理：根據(jù)探測器發(fā)出的電磁波在不同介電常數(shù)物質(zhì)中的反射頻率不同，計算出被測物含水量。

TDR:TimeDomainReflectometry,時域反射儀.原理：TDR發(fā)生器產(chǎn)生的電磁脈沖波沿探針在土壤中向下傳送，當(dāng)遇到水分子時，脈沖波會被反射。反射時間與土壤含水量有關(guān)。土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)某一旱地土壤容重為1.2g/cm3，田間持水量θm為30%。為保證作物正常生長，需使30cm土層的相對含水量達到80％。灌水前取濕土27.60g，105℃下充分烘干后稱重，土樣質(zhì)量為24.00g。灌水前適逢降雨10.0mm，問還需灌水多少（m3/ha）才能達到要求？土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)需灌溉補充的水層厚度：

hwi＝32.4-10.0＝22.4（mm）

30cm土層中需增加的水層厚度：

hw（mm）=9%×1.2×300=32.4(mm)

需增加的土壤質(zhì)量含水量:

θm＝24%-15%＝9%

相對含水量為80％時的土壤質(zhì)量含水量：

θm2＝30%×80%=24%

解:降雨前土壤質(zhì)量含水量：

θm1＝（27.60-24.00）/24.0×100％＝15%

相當(dāng)?shù)耐寥蕾A水量：

Vwi＝22.4×10=224(m3/ha)

§3.2土壤水分能態(tài)§3.2

PotentialStateofsoilmoisture土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)一、土水勢（ψs）及其分勢

soilwaterpotentialanditssub-potential將單位數(shù)量土壤水從一個平衡系統(tǒng)中移到與其溫度相同的處于參照狀態(tài)下的純自由水池時所做的功。Theworkthatsoilwatercandoasitmovesfromitpresentstatetothereferencestate.(一)DefinitionReferencestate:purefreewater,definedtobe0.Awatermoleculeadsorbedinsoilislessfreetomovethanonewithoutadhesiontoasurfacewhichispurefreewater.Sothesoilwaterpotentialisequaltoorlessthan0.土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)(二)soilwatersub-potential土水勢（ψs

）SoilWaterPotential壓力勢（ψp）PressurePotential基質(zhì)勢（ψm）MatricPotential溶質(zhì)勢/滲透勢（ψo）Solute/OsmoticPotential重力勢（ψg）GravitationalPotential土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)1.基質(zhì)勢（ψm）MatricPotential土水系統(tǒng)中由于土壤固體特性所引起的一種勢值。

Resultsfrom：cohesion，adhesion(adsorption)ofsoilparticlecapillaryforceofsoilcapillaryintersticesResultsin：anegativeenergypotentialAffectedby：differencesinadhesionandsoilporosity

非飽和水土壤：ψm<0飽和水土壤：ψm＝0土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤水受重力作用所引起的一種勢值。與土壤本身的性質(zhì)無關(guān)。g

isaccelerationduetogravityhistheheightofthesoilwateraccordingtoreferenceelevation.ψg＝ρgh高于參照面：ψg>0低于參照面：ψg<02.重力勢（ψg）GravitationalPotential土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土水系統(tǒng)中的壓力超過參照狀態(tài)下的壓力而引起的勢值。

Resultsfrom：Hydrostaticpressure（靜水壓）

飽和水土壤：ψp>0不飽和水土壤：ψp＝0

ψp＝ρghhisthethicknessofthehydrostaticlayer2.壓力勢（ψp）PressurePotential土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)由土壤水中溶解的溶質(zhì)而引起的勢值。Ψo<0Resultsfrom：solutes（inorganicsaltsandorganiccompounds）insoilsolutionThegreatertheconcentrationofsolutes，thegreatertheosmoticpotential(themorenegativethepotential）3.溶質(zhì)勢/滲透勢（ψo）Solute/OsmoticPotential土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)滲透壓（osmoticpressure）：

π＝cRT

滲透勢（Ψo）

：

Ψo

=－cRT土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)SPACSPAC系統(tǒng)中的半透膜植物根系細胞原生質(zhì)膜(protoplasmicmembraneofrootcell)水氣界面（類半透膜）(interfaceofwaterandatmosphere)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)總土水勢

ψs=ψm+ψg+ψp+ψo水力勢（HydraulicPotential）

ψh=ψm+ψg+ψp

飽和土壤水時：

ψs=ψg+ψp

非飽和土壤水時：

ψs=ψm+ψg二、土壤水吸力(S)

soilwatersuction土壤水中在承受一定土壤吸力情況下所處的能態(tài)。只包括基質(zhì)吸力和溶質(zhì)吸力S=Sm+Ss與基質(zhì)吸力和溶質(zhì)吸力分別與基質(zhì)勢和溶質(zhì)勢數(shù)值相等，符號相反，故水吸力為正值或零可用土壤對水分的吸力來表示（壓力單位）土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤水分方向：

土壤水吸力：低高土水勢：高低水分含量：高低（同一土壤）土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)claysandΘ

mc=20%ψhc=-0.3MPaS=0.3MPaΘms=15%ψhs=-0.08MPaS=0.08MPa土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)單位質(zhì)量的土水勢：

J/kg單位體積的土水勢：bar，atm，Pa單位重量的土水勢：cmH2O,cmHg1hPa＝100Pa，1kPa＝1000Pa，1MPa＝106Pa＝10bar1bar=1020cmH2O=75.01cmHg=0.9869atm=100J/kg=105Pa三、土水勢的定量表示及單位換算土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)四、平衡土-水系統(tǒng)的土水勢20cm·A·B·CE·F·15cm15cm10cm基準(zhǔn)面5cm·D水土HydraulicPotentialinasoil-waterequilibrium：

ψhA=ψhB=ψhC=ψhD=ψhE=ψhF=15cmψhB=ψmB

+ψ

gB+ψpB=0+(10+5)+0=15

cmGravitationalPotential：

ψgA=5cm；ψgB=15cm；ψgC=30cm

ψgD=45cm；ψgE=45cm；ψgF＝25cmPressurePotential：

ψpA=10cm

ψpB=ψpC=ψpD=ψpE=ψpF=0MatricPotential：

ψm=ψh－ψg－ψpSub-potential各點的勢值（cmH20）ABCDEF基質(zhì)勢（ψm）壓力勢（ψp）重力勢（ψg）水力勢（ψh）

00-15-30-30-10100000051530454525151515151515

土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)表示土壤水分在被吸附或釋放過程中土壤含水量（數(shù)量）與水吸力（基質(zhì)勢）（能量）相關(guān)關(guān)系的曲線。Soilwatercharacteristiccurveisthecurvewhichdenotestherelationshipbetweenthesoilwatercontentandthesoilmoisturesuction(soilwaterpotential)intheprocessofwateradsorptionordrainage.

五、土壤水分特征曲線

(Soilwatercharacteristiccurve)吸水曲線：從干燥開始減小吸力使土壤吸水脫水曲線：從飽和開始增大吸力使土壤脫水1.Definition土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤質(zhì)地（soiltexture）2.Affectingfactors粘土：平緩，斜率?。紫遁^小，較均勻）砂土：陡直，斜率大（孔隙少，孔徑大）相同含水量時，水吸力：粘土>壤土>砂土相同水吸力時，含水量：粘土>壤土>砂土土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤結(jié)構(gòu)（soilstructure）在低吸力（高含水量）時表現(xiàn)明顯：破壞土壤結(jié)構(gòu)（壓緊）土壤使通氣孔隙和毛管孔隙減少，飽和含水量減小土壤溫度（soiltemperature）一定水吸力下，溫度越高，含水量越低（溫度升高，水的粘滯性和表明張力下降，水吸力降低）土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)張力計法（Tensiometer）3.Mensuration

指針式數(shù)字式使用方法壓力薄膜法Soilwatercharacterization土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)壓力薄膜法

Ψs

＝Ψw

Ψmw+Ψpw+Ψgw

=Ψms+Ψps+Ψgs

Ψmw=0,Ψpw=0,Ψgw=Ψgs

Ψms+Ψps

=0Ψms=

-Ψps=

-pAtmosphere

(p)Soil

ΨsFreewater

ΨwdrainingHighpressureatmosphere多孔板壓力室土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)水吸力與含水量的換算4.ApplyingVisser經(jīng)驗公式：

Ψ=a（f-θ）b/θc

Ψ——水吸力；f——孔隙度；

θ——容積含水量；

a，b，c——常數(shù)加德爾經(jīng)驗公式：

Ψ=aθ-b土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤水吸力與當(dāng)量孔徑的關(guān)系3

D=SD——毛管當(dāng)量孔徑（mm）；s——土壤水吸力（hPa）土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)含義：土壤吸濕（水）過程中，土壤水吸力S隨土壤含水量θ增加而降低的速度較快；土壤脫濕(水)過程中，S隨θ減少而增大的速度較慢。同一土壤的兩種水分特征曲線不重合的現(xiàn)象。砂質(zhì)土的滯后現(xiàn)象比粘質(zhì)土更明顯?？赡茉颍和寥李w粒的漲縮性、土壤孔隙的分布特點。六、土壤水分滯后作用

(Hysteresisofsoilwater)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)1.Saturation: Thepointatwhichalloftheporesofthesoilarefullofwater.2.Holdingapacity: Theabilityofthesoiltoholdwateragainstthepullofgravity.3.Fieldcapacity Theamountofwaterleftinthesoilaftertheexcesshasdrainedaway.4.Wiltingpoint: Thesoilmoisturecontentatwhichtheplantsloseturgorpressureandwilt.5.Permanentwiltingpoint: Thepointatwhichthesoilmoisturecontentissolowthatplantscannolongerpullanywaterfromitandtheylosesomuchturgorpressurethattheywillnotreviveevenifwateredimmediately.6.Availablewater Thewaterinthesoilwhichisavailabletoplants.7.Hygroscopicwater: Waterwhichisheldsotightlytothesoil,bystaticelectricity,thatitcannotbetakenupbytheplant.土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)§3.3土壤水分運動§3.3MovingofSoilWater土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤中存在3種類型的水分運動飽和流即土壤孔隙全部充滿水時的水流，這主要是重力水的運動非飽和流土壤中只有部分孔隙中有水時的水流，主要是毛管水和膜狀

水的運動水汽移動土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)一、飽和流(SaturatedSoilWaterFlow)

在土壤中，有些情況下會出現(xiàn)飽和流，如大量持續(xù)降水和稻田淹灌時會出現(xiàn)垂直向下的飽和流；地下泉水涌出屬于垂直向上的飽和流；平原水庫庫底周圍則可以出現(xiàn)水平方向的飽和流。一維垂直向飽和流土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)飽和流的推動力主要是重力勢梯度和壓力勢梯度，基本上服從飽和狀態(tài)下多孔介質(zhì)的達西定律。即單位時間內(nèi)通過單位面積土壤的水量，土壤水通量與土水勢梯度成正比。式中：q——表示土壤水流通量；ΔH——表示總水勢差；L——水流路徑的直線長度；Ks——土壤飽和導(dǎo)水率。土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)飽和流導(dǎo)水率(Saturatedhydraulicconductivity)土壤確定條件下飽和流導(dǎo)水率是一個常數(shù)；飽和流導(dǎo)水率是土壤導(dǎo)水率中的最大值；飽和流導(dǎo)水率的大小受土壤的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、有機質(zhì)含量和無機膠體類型等因素的影響。

土壤飽和導(dǎo)水率反映了土壤的飽和滲透性能，任何影響土壤孔隙大小和形狀的因素都會影響飽和導(dǎo)水率。通過半徑為1mm的孔隙的流量相當(dāng)于通過10000個半徑0.1mm的孔隙的流量。土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)二、土壤非飽和流***（unsaturtedsoilwaterflaw)土壤非飽和流的推動力主要是基質(zhì)勢梯度和重力勢梯度。它也可用達西定律來描述，對一維垂向非飽和流，其表達式為：非飽和土壤中的水流簡稱為非飽和流或不飽和流，即土壤中只有部分孔隙中有水時的水流，這主要是毛管水和膜狀水的運動。式中：—非飽和導(dǎo)水率；—總水勢梯度。土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)非飽和流導(dǎo)水率(unsaturatedhydrolicconductivity) 土壤水吸力和導(dǎo)水率之間的關(guān)系

土壤水吸力為零或接近于零，飽和導(dǎo)水率最大。土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)飽和條件下的總水勢梯度可用差分形式，而非包和條件下則用微分形式：飽和條件下的土壤導(dǎo)水率Ks對特定土壤為一常數(shù)，而非飽和導(dǎo)水率是土壤含水量或基質(zhì)勢（m）的函數(shù)。

非飽和條件下土壤水流的數(shù)學(xué)表達式與飽和條件下的類似，二者的區(qū)別在于：K(m)為非飽和導(dǎo)水率，d/dx為總水勢梯度

(waterpotentialgradient)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)三、土壤水汽運動土壤氣態(tài)水的運動表現(xiàn)為水汽擴散和水汽凝結(jié)兩種現(xiàn)象水汽擴散運動的推動力是水汽壓梯度，這是由土壤水勢梯度或由土壤水吸力梯度和溫度梯度所引起的。土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)當(dāng)水汽由暖處向冷處擴散遇冷時便可凝結(jié)成液態(tài)水，這就是水汽凝結(jié)。水汽凝結(jié)有兩種現(xiàn)象值得注意，一是“夜潮”現(xiàn)象，二是“凍后聚墑”現(xiàn)象。水汽凝結(jié)1、“夜潮”現(xiàn)象多出現(xiàn)于地下水埋深度較淺的“夜潮地”。土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)“夜潮”現(xiàn)象多出現(xiàn)于地下水埋深度較淺的“夜潮地”。白天土壤表層被曬干，夜間降溫，底土土溫度高于表土，所以水汽由底土向表土移動，遇冷便凝結(jié)，使白天曬干的表土又恢復(fù)潮濕。2、“凍后聚墑”現(xiàn)象***冬季表土凍結(jié)，水汽壓降低，而凍層以下土層的水汽壓較高，于是下層水汽不斷向凍層集聚、凍結(jié)、使凍層不斷加厚，其含水量有所增加，這就是“凍后聚墑”現(xiàn)象。

“凍后聚墑”的多少，主要決定于該土壤的含水量和凍結(jié)的強度。含水量高凍結(jié)強度大，“凍后聚墑”就比較明顯。一般對土壤上層增水作用為2－4％左右。土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)四、入滲、土壤水的再分布土壤入滲（soilwaterinfiltration)**一般是指水自土表垂直向下進入土壤的過程，但也不排斥如溝灌中水分沿側(cè)向甚至向上進入土壤的過程。

土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)影響因素：一是供水速率，二是土壤的入滲能力(入滲速率—infiltrationrate)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)入滲后，水在均一質(zhì)地的土壤剖面上的分布情況土壤學(xué)與農(nóng)作學(xué)幾種不同質(zhì)地土壤的最后穩(wěn)定入滲速率(毫米/小時)土壤砂砂質(zhì)和粉質(zhì)土壤壤土粘質(zhì)土壤堿化粘質(zhì)土壤最后入滲速率>2010-205-101-5<1最初入滲速率：Initialinfiltrationrate穩(wěn)定入滲速率：stableinfiltration