土壤毛管水

土壤毛管水（capillary water of soil），在土壤孔隙內能借毛管作用自由移動、易為植物吸收利用的水分，以及部分土壤水分。

土壤毛管孔隙中靠毛管力(彎月面力)作用保持和移動的液態水。

土壤水分運動是陸地水循環的重要組成部分，它是大氣水、地表水與地下水相互作用的紐帶。因此土壤水分運動研究是降雨一產流計算、農田灌溉與排水設計、地下水補給計算、土壤植物水分定量關係預測的基礎。土壤水分如同其他物質一樣具有不同形式和數量的能量。在經典物理學中，把物質所具有的能量分為動能和勢能，而土壤水分運動速度較慢，一般不考慮土壤水分的動能，因此土壤水分能量通常是指它的勢能。根據土壤水分存在狀況，及其與土壤固液相互作用特徵，將土壤水所具有的勢能分為重力勢、基質勢、壓力勢和溶質勢。在不同條件下，各分勢表現的程度也不相同。無論土壤水分存在能量狀態如何，土壤水分運動同樣服從於熱力學第二定理，即從能量高的地方向能量低的地方移動，同時也服從於質量守恆定理。

土壤毛管水運動是乾旱半乾旱地區存在的一個重要水文過程，淺層地下水通過土壤毛管作用可以補給作物生育期部分需水量,，但在地下水礦化度較高並且埋深較淺的地區，由於土壤毛細管的作用，會導致土壤次生鹽漬化的產生，土壤表層積鹽速度與毛管上升水的上升高度和輸水速度有關，毛管上升水的上升速度對補給土面蒸發損失很重要，而其上升高度又是決定毛管水能否輸送到土壤表層的先決條件，在毛管水最大上升高度範圍內， 輸水速度快，積鹽速度就快，土壤次生鹽鹼化較易發生。

對均質和非均質土壤毛管水在不同地下水埋深、不同礦化度下毛管水上升高度、速率、運移特徵及其影響因素進行了相關研究。研究表明, 地下水在均質土壤情況下毛管水上升高度與時間之間為冪函數關係；較細的土體顆粒 (細沙、粉土) 和高礦化度不僅改變毛細水重力, 也使得土體孔隙結構發生不同程度變化, 2者綜合作用於毛細水上升過程。對於層狀土壤毛管水上升速度的研究較多, 且不同夾層土質對毛管水上升速度和上升高度及影響因素已有相關研究結論。地下水埋深和礦化度對於包氣帶中毛管水運移特徵、鹽分淋洗以及潛水消耗均產生影響。

隨着土壤中氯化鈉含量增大，相同入滲時間的毛管水上升高度和地下水補給量越小 ；入滲結束後，相同距離的土壤含水量減小。經分析，毛管 水上升高度和地下水補給量之間存在密切的直線相關關係，二者分別與時間存在密切的冪函數關係。鈉離子對土壤的破壞和對土壤的阻滲作用在有水的情況下在很短時間內即可發生。以上研究成果為保持水鹽平衡提供理論基礎 。

毛管水上升高度隨時間的延長而增加，但增幅隨時間的延長而減小；相同礦化度下，隨土壤密度的增加毛管水上升高度減小；當土壤密度為1.3，1.4 g/cm3時，1.5 g/L的礦化度毛管水上升高度最大，當土壤密度增加到1.5 g/cm3時，0.5 g/L的礦化度毛管水上升高度最大。土壤密度為1.3 g/cm3時毛管水上升高度與時間呈冪函數關係，土壤密度為1.5 g/cm3時滿足指數函數關係。相同礦化度下毛管水上升速率隨土壤密度的增加而減小。毛管水濕潤鋒邊緣鹽分出現積累，積鹽率累隨礦化度和入滲時間的增加而增大。 ^[1] 

各處理毛管水上升高度均隨着時間不斷增加，但上升速率隨時間逐漸減小，毛管水上升高度與時間之間存在明顯的對數函數關係。沙土粒徑d<0.212mm處理的地下水補給量遠大於其他處理，地下水補給量隨着SAR的增大有減小的趨勢。當地下水的含鹽濃度C<40meq/L時，沙柱中的鹽分隨着距離地下水位的高度的增加先逐漸減小，當h達到30到40cm時急劇增加，鹽分主要累積在土層的上部；當C=80meq/L時,沙柱中的鹽分隨着距離地下水位的高度的增加呈急劇減小的趨勢，上升毛管水中的鹽分主要累積在土層的下部。這説明地下水鹽分濃度增加抑制了鹽分的上升運動。 ^[2]