[科普中国]-土中水

简介

在自然条件下，土中总是含水的。充填在土孔隙间的水对土体的工程性质影响较大，尤其是水的数量和类型影响着土体的状态和性质。土中水可以分为两大类：矿物中的结合水，如结构水、结晶水和沸石水；土孔隙中的水，如土粒表面结合水：强结合水与弱结合水、非结合水（液态水，气态水和固态水）。土中细粒越多，即土的分散度越大，水对土的性质的影响也越大。

毛细水毛细管水的简称。指由于毛细作用而保持在土层或岩层毛细空隙中的地下水。毛细水能传递静水压力，并能在毛细作用下的空隙中运动。毛细水在沙土和粉土层中较多；孔隙大的砂砾层中较少；孔隙过小的粘土，其孔隙多为结合水所占据，毛细管水也较少。毛细水易被植物吸收利用；但当地下水面离地表浅时，毛细水有时又会引起土壤沼泽化或盐碱化，以及道路冻胀和翻浆等。

支持毛细水由于毛细力的作用，水从地下水面沿着小孔隙上升到一定高度，地下水面以上形成毛细水带，此带的毛细水下部有地下水面支持，故称支持毛细水。毛细水带随地下水面的变化和蒸发作用而变化，但其厚度基本不变。观察表明，毛细带水除了作上述垂直运动外看，由于其性质似重力水，故也随重力水向低处流动，只是运动速度较为缓慢而已。

悬挂毛细水地下水由细颗粒层次快速降到粗颗粒层次中时，由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层中会保留与地下水面不相连接的毛细水，这种毛细水称为悬挂毛细水。

孔角毛细水在包气带中颗粒接触点上或许多孔角的狭窄处，水是个别的点滴状态，在重力作用下也不移动，因为它与孔壁形成弯液面，结合紧密，将水滞留在孔角上。

重力水重力水存在于较大的孔隙中，具有自由活动能力。能自由流动，且相对于大气压力，重力水的压力大于零2。它只能从上向下移动，或沿斜坡移动，也是地下水的来源。植物能利用，但由于流动速度一般相当快，所以很少被植物直接吸收。易变为毛管水，被植物利用。土壤中如长期存在大量重力水，会影响土壤通气性，故要及时排除。当土壤含水量达到田间持水量后，毛管孔隙全部充水，多出的部分水就进入非毛管孔隙中，这部分水只受重力支配，不能保持在土壤孔隙中，与地下水一样，形成地下径流。旱作物灌溉后，不允许整个根系吸水层出现重力水，否则会导致灌溉水量损失、肥料流失和抬高地下水位，招致土壤的次生盐渍化。如地下水位过高，长期阴雨，耕层土壤中长期或大量存在重力水，会恶化土壤的通气性，易形成渍害，对作物生长不利，需及时排除。

结合水黏土颗粒表面的负电荷和周围水分子偶极子、阳离子云等组成的双电层之内的水被称为结合水，双电层之外的水被称为自由水。结合水的物理力学性质的研究涉及到力学、水力学和相界面物理学等，由于其特殊的物理力学性质，使其成为岩土工程、环境工程、土壤物理学、油气井工程等学科研究的共同问题之一3。它只有在比较高的温度（80～680℃，随土粒的矿物成分不同而异）下才能化为气态水而与土粒分离，从土的工程性质上分析，可以把矿物内部结合水当作矿物颗粒的一部份。 结合水可分为以下两种：①强结合水：为最贴近岩石表面的一层水(水膜内层)。强结合水层的厚度很薄（几个至几百个分子直径），岩石与水分子间的吸引力达（）。这种水具有冰点低（