土壤當量孔隙

由於土壤顆粒、土壤結構體極不規則、因此，土壤孔隙的形狀也極不規則，它是立體的或三維空間的，很難用現代幾何學方法計算出真實的容積和孔徑，如同無法按土較真實的粒徑來劃分粒級一樣難以確定其真實孔徑。目前普遍採用的是以“當量孔徑"代替土壤真實孔徑的方法，如果把土壤孔隙看成毛細管，這些毛細管的孔徑就是土壤孔隙的當量孔徑。

基本介紹

• 中文名：土壤當量孔隙
• 外文名：Soil equivalent pore
• 釋義：當量孔徑代替土壤真實孔徑
• 定義：毛細管的孔徑就是土壤的當量孔徑
• 原理：毛管作用
• 特性：毛管內水分上升與毛管的孔徑有關

簡介

由於土壤顆粒、土壤結構體極不規則、因此，土壤孔隙的形狀也極不規則，它是立體的或三維空間的，很難用現代幾何學方法計算出真實的容積和孔徑，如同無法按土較真實的粒徑來劃分粒級一樣難以確定其真實孔徑。目前普遍採用的是以“當量孔徑"代替土壤真實孔徑的方法，如果把土壤孔隙看成毛細管，這些毛細管的孔徑就是土壤孔隙的當量孔徑。

測量方式

當量孔徑的概念是指與一定的土壤水吸力相當的孔徑，叫做當量孔徑(equivalent pore diameter)。

將已知孔徑的圓形毛細管插人水中、由於玻璃為親水性物質，在毛細管內的水氣界面上出現一個凹形彎月面。由於彎月面的彎月形狀，與水平液面相比，液體的表面張力會產生一個向上的附加壓強、使毛細管中的水面會上升到水面以上的某一高度，這種現象一般稱為毛管作用。

計算公式

根據毛管理論，該大氣壓提高附加壓強的差值，為負值。與水的表面張力σ、毛細管半徑r以及水與毛細管壁的接觸角α有關，即：

當濕潤礦質土壤顆粒與水和空氣間的接觸角忽略為零時，上式可寫為：

水的表面張力在20℃時可以近似地取75 × 10^-3N/m，如果Δp用Pa表示，100Pa相當於1 cm水柱高，因此上式用水柱高度表示壓力。可簡化為

式中甘為當量孔徑，單位為mm；h為毛管水上升的高度(cm)，實際上是土壤水分在毛管吸力作用下的土壤水分的能態，即水吸力S。

由公式可以看出，毛管內水分上升的高度與毛管的孔徑有關。在一定範圍內，毛管的孔徑越小，上升的高度越大。每一當量孔徑與一定的土壤水吸力相對應，例如。當土壤水吸力為1kpa時，當量孔徑為0.3mm，也就是說，此時的土壤水分是保持在孔徑小於0.3mm的孔隙中，而大於0.3mm的孔隙中則無水。