Principala caracteristică hidrofizică ( WRC , curba de retenție a apei ) este o relație de echilibru izotermic între presiunea de sorbție capilară (matrice) a umidității solului și umiditatea (de obicei volumetrică) în fizica solului. Forma WRC este specifică fiecărei probe de sol și caracterizează structura spațiului porilor solului, compoziția granulometrică și mineralogică. Se caracterizează prin histerezis , adică nepotrivirea formelor curbei la umezirea și uscarea probei. Având în vedere dominanța proceselor de uscare în timp în condiții naturale, precum și echilibrul acestora, WRC găsit special pentru proba uscată este mai des utilizat.
De obicei, WRC este prezentat sub formă grafică (rar sub forma unui tabel) ca o dependență a presiunii de sorbție capilară de umiditate. În acest caz, se utilizează o scară logaritmică pentru presiune , se ia logaritmul zecimal al valorii absolute a presiunii - pF . Curba rezultată are o formă de S, pe care se disting mai multe regiuni caracteristice:
precum şi mai multe puncte caracteristice. Primul punct corespunde pF aproape de 0, adică spațiul porilor solului aproape complet umplut cu apă (rar este posibil să se obțină o umplere absolut completă). Locul primei curbe a curbei se numește „presiunea de ieșire a aerului (barbotare)” . Între primul și al doilea punct, o modificare a presiunii umidității solului duce numai la o modificare a curburii meniscurilor capilare , dar nu la o modificare a conținutului de umiditate. Începând cu al doilea punct, o modificare a presiunii înseamnă o modificare a proporției de pori ai solului umpluți cu apă (și a porilor umpluți cu aer). Al treilea punct reflectă umiditatea corespunzătoare tranziției zonei de umiditate peliculă-capilară la sorbție .
Compoziția granulometrică . Facilitarea compoziției cerealelor duce la o deplasare a părții superioare a WRC spre stânga, în timp ce partea inferioară rămâne relativ neschimbată.
Densitatea solului . Slăbirea duce la o deplasare a părții superioare a WRC la stânga și a părții inferioare a WRC la dreapta, în zona cu umiditate ridicată.
Compoziția minerală . La aceeași presiune a umidității solului, capacitatea de reținere a apei, de exemplu, a montmorillonitei va fi mai mare decât cea a caolinitului, astfel încât WRC-ul său va fi deplasat spre dreapta, în zona cu umiditate ridicată.
Distribuția mărimii porilor . Presiunea de sorbție capilară a umidității solului, exprimată în centimetri ai coloanei de apă, este înălțimea creșterii capilare, care, conform formulei Jurin , este legată de raza capilarului:
h = 0,15/rDupă împărțirea axei ordonatelor în cote și după ce au calculat razele (sau diametrele) porilor pentru acestea, de-a lungul axei absciselor (folosind umiditatea în vrac) vom obține proporția porilor cu o rază dată în spațiul total al porilor.
Constante hidrologice sol . A. D. Voronin a obținut ecuațiile dependenței liniilor drepte, a căror intersecție cu WRC dă valorile uneia sau alteia constante. Deci, pentru capacitatea maximă de adsorbție (MAW), are loc următoarea ecuație: pF = 5,2 + 3W
Pentru greutatea moleculară maximă (MMW): pF = 2,17 + 3W
Pentru sorbția capilară maximă (MCSV): pF = 2,17 + W
Pentru capilare (CV): pF = 2,17
Constanta 2,17 corespunde pF la o rază capilară de 10 µm, care este distanța pe care se extinde influența forțelor de suprafață ale fazei solide a solului.
Nu există nicio metodă pentru a determina WRC pe întregul interval pF. Până la aproximativ pF 2,9, este posibil să se utilizeze un tensiometru în combinație cu prelevarea de umiditate (metoda pe teren) sau varianta acestuia - capilarimetru : un tensiometru coborât în sol saturat cu apă și conectat la celălalt capăt la o pompă (metoda de laborator). Setarea aerului din capilarimetru la o presiune cunoscută duce la eliberarea unei anumite cantități de apă din sol în acesta, care ar trebui măsurată după atingerea echilibrului. Presiunea capilar-sorbtie va fi egala cu presiunea aerului, reglata pentru presiunea coloanei de apa din aparat, umiditatea se gaseste prin recalculare. Dispozitivul tensostatului se bazează pe principii similare .
În regiunea pF până la 5 și uneori mai mare, poate fi utilizată o presă cu membrană . Principiul său de funcționare: o probă de sol saturată este plasată pe o membrană fin poroasă și se creează o presiune crescută a gazului deasupra acesteia. Presiunea atmosferică se menține sub membrană și apa va ieși din sol, iar presiunea acesteia va scădea până când este egală în valoare absolută cu excesul de presiune a gazului deasupra probei.
Pentru valori pF și mai mari, se utilizează metoda higroscopică (sau metoda echilibrului asupra soluțiilor de sare ). În desicator , deasupra soluției de sare se stabilește o presiune relativă strict definită a vaporilor de apă, după atingerea echilibrului în sol, se va crea presiunea (potențialul) corespunzătoare de umiditate. Rămâne doar să se determine umiditatea.