一、土壤质地分类 #

土壤质地反映了土壤颗粒组成，不同质地的土壤颗粒组成不同，具有的孔隙大小和分布存在明显差别，因此造成土壤导水能力和土水势的不同，进而影响土壤的入渗能力。砂性土壤具有较多大的孔隙，土壤导水能力强，因此土壤入渗能力大，同时达到稳定入渗阶段所需要的时间短。而粘性土壤与其相反，土壤入渗能力小，达到稳定入渗阶段的时间长。

为了描述土壤，土壤学家建立了粒径范围的分类系统。该分类系统将土壤颗粒分为四类——砾石和石头、砂子、粉土和粘土。表1列出了土壤颗粒大小范围的分类系统。

表1  土壤颗粒分类系统（尺寸、表面积和可见性）

土壤分类	粒径大小（mm）	表面积（cm3/gm）	可见性
粘土	<0.002	23000	电子显微镜
粉土	0.002~0.05	2100	光学显微镜
极细砂	0.05~0.1	——	光学显微镜
细砂	0.1~0.25	210	肉眼可见
中砂	0.25~0.5	——	肉眼可见
粗砂	0.5~1.0	21	肉眼可见
极粗砂	1.0~2.0	——	肉眼可见
砾石	2.0~100	——	肉眼可见
石块、卵石	>100	——	肉眼可见

1、粘土 #

一种含有粘土矿物的极细粒天然土壤材料，是所有土壤颗粒中最细的。粘土的可塑性强，潮湿的粘土用手很容易搓成条，并且粘土的持水能力很强。

图 1   野外粘土土壤剖面照片

2、粉土 #

由水、冰和风运输和沉积的粉尘状沉积物。粉土是一种粒径介于砂子和粘土之间的粒状材料。粉土塑性低，持水性较弱。

图 2  野外粉土照片

3、砂 #

由岩石崩解形成的松散粒状物质，由二氧化硅等岩石和矿物颗粒组成。砂土是土壤中最大最粗的矿物颗粒，持水性很差。

图 3 野外沙土照片

4、土壤质地分类 #

将土壤中的砂、粉土和粘土所占的百分比组合分为12组，以反映广泛的土壤特性。这些组称为土壤质地种类。下图为土壤质地三角形，可以根据土壤中各颗粒百分含量，在质地三角形内找到所属的土壤质地类型。表2列出了12种质地类别名称和每个类别的典型粒径分布。

图 4 用于指定质地类别名称的质地三角形

表 2  典型的粒径分析和相应的类别名

质地名称	Sand %	Slit %	Clay %
沙（Sand）	100	0	0
壤质砂土（loamy sand）	87	8	5
砂质壤土（sandy loam）	61	28	11
壤土（loam）	48	41	11
泥沙、淤泥、粉沙（silt）	3.5	89	7.5
粉质壤土（silt loam）	25	65	10
砂质黏壤土（sandy clay loam）	70	15	15
粘壤土（clay loam）	48	32	20
粉质黏壤土（silty clay loam）	20	65	15
砂质粘土（sandy clay）	65	8	27
粉质黏土（silty clay）	12	60	28
黏土（clay）	10	30	60

二、土壤水力参数的获取 #

土壤一维模型中的水力参数可以使用实验室实测的数据。如果没有实测数据的话，可以选择模型自带参数，或用罗塞塔模型估算。

1、Hydrus-1D自带了12种典型土壤的水力参数。当掌握了模拟区的土壤质地时，可以根据土壤质地选择Hydrus-1D自带的水力参数。这是根据2500多个土壤层的水分特征得出的平均属性。

2、在水力模型选择的van Genuchten-Mualem模型或van Genuchten修正模型的前提下，可以使用表2中的土壤颗粒分配（即粘粒、粉粒、沙粒各占的比例）和实测的土壤容重，用罗塞塔模型估算水力参数。

需要注意的是，由于土壤质地的不同会对土壤水分特征曲线造成影响，从而也会影响一维模型的计算，可以通过调整水力参数中的Alpha和n使模型达到收敛。