土壤饱和导水率主要取决于土壤的孔隙状况,而土壤孔隙状况又受多种因素影响,包括土壤质地、土壤结构、土壤容重、孔隙大小和连通性、虫洞和根孔、裂隙、入渗水的化学成分以及土壤封闭的空气等。其中孔隙分布特征对土壤饱和导水率的影响最大。
土壤饱和导水率是土壤水分运动和保持的重要参数。当土壤孔隙状况不变时,土壤饱和导水率是一个常数。土壤饱和导水率是分析和模拟土壤水分运动所必需的参数,在计算土壤剖面水通量、设计灌溉和排水系统工程、使用和校正水文模型等方面有大量应用。由于成土过程的不同以及自然和人为因素的影响,土壤饱和导水率具有强烈的空间和时间变异性。
土壤饱和导水率的测定方法包括实验室测定、田间原位测定及传递函数法三种。实验室测定方法包括定水头法和变水头法。田间原位测定一般通过测定稳定入渗率得到饱和导水率,两者在数值上相等,常用的仪器有单环入渗仪、双环入渗仪、圭尔夫(Guelph)渗透仪及盘式入渗仪等。传递函数法通过一种或几种土壤性质来计算或估算土壤饱和导水率,最为常用的土壤性质包括土壤孔隙度和土壤机械组成。
土壤饱和导水率可以分为五个等级:①小于0.1厘米/天为极低,几乎不透水;②0.1~1厘米/天为很低,透水性差;③1~10厘米/天为低,通气性差,根系发育缓慢;④10~1000厘米/天为中等,土壤排水和持水性能良好;⑤大于1000厘米/天为很高,土壤持水性能差,排水过度。
一般土壤质地越黏则其饱和导水率越低,通常情况下砂土的饱和导水率为10-1~10-5厘米/秒;壤土的饱和导水率为10-4~10-6厘米/秒,黏土的饱和导水率为10-6~10-9厘米/秒。大多数情况下,饱和条件下的土壤水分运动可以用达西定律进行描述。