香港計算器

土壤儲水量計算器

輸入田間持水量、凋萎點(體積含水率)與根系深度,即時算出根區的有效儲水量(mm),用於灌溉排程與抗旱評估。

輸入資料

土壤充分灌水並自由排水後保留的體積含水率(%)。壤土常約 25–35%。
%
植物無法再吸水、開始永久凋萎時的體積含水率(%)。壤土常約 10–15%。
%
作物有效根系分布深度(cm),決定可利用的土層厚度。蔬菜常 30–60 cm、深根作物可逾 100 cm。
cm

計算結果

108mm

重點速覽:土壤有效儲水量(available water)指作物根區內、植物實際能夠吸收利用的那部分水量。土壤含水並非都可被利用:充分灌水並自由排水後土壤保留的最大水分稱「田間持水量」(θFC),此上限以上的重力水會很快排走;而當含水率降到「永久凋萎點」(θPWP)時,水被土粒抓得太緊、植物再也吸不出來而永久萎凋。介於兩者之間的水才是「有效水」。以體積含水率(%)表示時,單位土層的有效水佔比 = θFC − θPWP,乘以根系深度即得儲水深;把根深由 cm 換成 mm 需 ×10,故 有效儲水(mm) = (θFC − θPWP) ÷ 100 × 根深(cm) × 10。這個值代表一次灌透後根區能存多少水供作物慢慢用,直接決定灌溉間隔與抗旱能力:儲水量大、日耗水小則可撐較久才需再灌。砂土有效水低、黏壤土較高,深根作物能利用更厚土層而更耐旱。

計算公式

有效水佔比:AWC = (θFC − θPWP) ÷ 100(無量綱,體積比)。

有效儲水深:有效儲水(mm) = AWC × 根深(cm) × 10。

合併:有效儲水(mm) = (θFC − θPWP) ÷ 100 × 根深(cm) × 10。

$$AWC = \frac{\theta_{FC} - \theta_{PWP}}{100}$$
$$AW_{(mm)} = AWC \times D_{root(cm)} \times 10 = \frac{\theta_{FC} - \theta_{PWP}}{100} \times D_{root(cm)} \times 10$$

使用說明

  1. 填入土壤的田間持水量 θFC 與永久凋萎點 θPWP(皆為體積含水率 %)。
  2. 填入作物有效根系深度(cm)。
  3. 系統即時算出根區有效儲水量(mm),代表一次灌透後根區可供利用的水量。

常見質地土壤的有效水(θFC − θPWP)概略

常見質地土壤的有效水(θFC − θPWP)概略
土壤質地有效水概略(體積 %)特性
砂土5–8%排水快、保水差、需頻繁灌溉
壤土13–20%保水與透氣兼具,最理想
黏壤土15–22%保水佳但排水慢,注意漬害
黏土12–18%總持水多,但凋萎點也高

數值為概略範圍,實際隨有機質、結構與壓實度而變;有效水是田間持水量與凋萎點之差,並非總含水量。

理財情境案例

壤土菜田的根區儲水量

某壤土田間持水量 θFC = 30%、凋萎點 θPWP = 12%,作物有效根深 60 cm。

有效水佔比 = (30 − 12) ÷ 100 = 0.18;有效儲水 = 0.18 × 60 × 10 = 108 mm。

即灌透後根區可存約 108 mm 水;若作物日耗水 6 mm,理論上約 18 天才把有效水用盡。

由儲水量推灌溉間隔

接上例,實務上不會等到凋萎點才灌,通常在用掉約 50% 有效水(管理容許耗水)時就補水。

可用水量 = 108 × 50% = 54 mm;以日耗水 6 mm 計,灌溉間隔 ≈ 54 ÷ 6 = 9 天。

這說明有效儲水量結合日耗水,即可規劃出合理的灌溉排程,避免作物受旱或過度灌溉。

常見問題

田間持水量和凋萎點怎麼取得?

最準確是以壓力膜儀在 −33 kPa(約 −0.33 bar)測田間持水量、−1500 kPa(約 −15 bar)測凋萎點的體積含水率。若無實測,可依土壤質地查經驗表:砂土 θFC 約 10–15%、θPWP 約 4–6%;壤土 θFC 約 25–35%、θPWP 約 10–15%;黏土 θFC 更高但 θPWP 也高。用查表值即可得合理估算。

為什麼要乘 10 把 cm 換成 mm?

有效水佔比是體積比(無量綱),乘上土層厚度就得到「水深」。若根深以 cm 計,水深也會是 cm;要換成農業慣用的 mm 需 ×10(1 cm = 10 mm)。例如 0.18 × 60 cm = 10.8 cm = 108 mm。統一用 mm 才能與 ETc、灌溉需水深等直接相加減。

有效儲水量和「總含水量」有何不同?

總含水量是土壤當下所有的水,包括作物吸不到的「無效水」(凋萎點以下)與很快排走的重力水(田間持水量以上)。有效儲水量只算介於凋萎點與田間持水量之間、真正可被作物利用的部分。所以黏土雖然總含水量高,但因凋萎點也高,有效水未必比壤土多。

根系深度該填多少?

填作物「有效根系」集中分布的深度,而非最深的零星根。淺根蔬菜(生菜、洋蔥)約 30–45 cm,一般蔬果 45–60 cm,玉米、果樹等深根作物可達 90–120 cm 以上,且隨生育期加深。根越深可利用的土層越厚、儲水越多、越耐旱;灌溉排程應以有效根深對應的儲水量為準。

怎樣用有效儲水量安排灌溉?

先算出根區有效儲水量,再乘「管理容許耗水比」(多取 50%,敏感作物取 30–40%)得到每次可消耗的水量;除以作物日耗水(ETc)即得灌溉間隔天數,而每次灌水深度即補回這部分消耗。如此可避免等到凋萎才灌造成減產,也不會過度灌溉浪費水與淋洗肥料。

相關工具

參考資料

內容審核:香港計算器科學團隊。有效儲水(mm) = (θFC − θPWP) ÷ 100 × 根深(cm) × 10。