Hlavní hydrofyzikální charakteristikou ( WRC , křivka retence vody ) je izotermický rovnovážný vztah mezi kapilárně-sorpčním (maticovým) tlakem půdní vlhkosti a vlhkostí (obvykle objemovou) v půdní fyzice. Forma WRC je specifická pro každý vzorek půdy a charakterizuje strukturu půdního pórového prostoru, granulometrické a mineralogické složení. Vyznačuje se hysterezí , tedy nesouladem tvarů křivek při zvlhčování a sušení vzorku. S ohledem na dominanci procesů sušení v čase za přirozených podmínek a také na jejich rovnováhu se častěji používá WRC nalezená speciálně pro sušený vzorek.
Obvykle se WRC uvádí v grafické podobě (výjimečně ve formě tabulky) jako závislost kapilárně-sorpčního tlaku na vlhkosti. V tomto případě se pro tlak používá logaritmická stupnice , bere se desetinný logaritmus absolutní hodnoty tlaku - pF . Výsledná křivka má tvar S, na kterém se rozlišuje několik charakteristických oblastí:
a také několik charakteristických bodů. První bod odpovídá pF blízkému 0, to znamená, že pórový prostor půdy je téměř zcela zaplněn vodou (zřídka je možné dosáhnout zcela úplného zaplnění). Místo prvního ohybu křivky se nazývá "tlak výstupu vzduchu (bublání)" . Mezi prvním a druhým bodem vede změna tlaku půdní vlhkosti pouze ke změně zakřivení kapilárních menisků , nikoli však ke změně obsahu vlhkosti. Od druhého bodu změna tlaku znamená změnu podílu půdních pórů vyplněných vodou (a pórů naplněných vzduchem). Třetí bod odráží vlhkost odpovídající přechodu oblasti filmo-kapilární vlhkosti do sorpce .
Granulometrické složení . Usnadnění složení zrna vede k posunu horní části WRC doleva, zatímco spodní část zůstává relativně nezměněna.
Hustota půdy . Uvolnění vede k posunu horní části WRC doleva a spodní části WRC doprava do oblasti s vysokou vlhkostí.
Mineralogické složení . Při stejném tlaku půdní vlhkosti bude kapacita zadržování vody například u montmorillonitu vyšší než u kaolinitu, takže jeho WRC se posune doprava, do oblasti s vysokou vlhkostí.
Distribuce velikosti pórů . Kapilárně-sorpční tlak půdní vlhkosti, vyjádřený v centimetrech vodního sloupce, je výška kapilárního vzlínání, která podle Jurinova vzorce souvisí s poloměrem kapiláry:
h = 0,15/rRozdělením svislé osy na podíly a vypočtením poloměrů (nebo průměrů) pórů pro ně podél osy vodorovné (pomocí objemové vlhkosti) získáme podíl pórů daného poloměru na celkovém prostoru pórů.
Půdně-hydrologické konstanty . A. D. Voronin získal rovnice závislosti přímek, jejichž průsečík s WRC dává hodnoty jedné nebo druhé konstanty. Takže pro maximální adsorpční kapacitu (MAW) platí následující rovnice: pF = 5,2 + 3W
Pro maximální molekulovou hmotnost (MMW): pF = 2,17 + 3W
Pro maximální kapilární sorpci (MCSV): pF = 2,17 + W
Pro kapiláru (CV): pF = 2,17
Konstanta 2,17 odpovídá pF při poloměru kapiláry 10 µm, což je vzdálenost, přes kterou se rozšiřuje vliv povrchových sil půdní pevné fáze.
Neexistuje žádná metoda pro stanovení WRC v celém rozsahu pF. Přibližně do pF 2,9 je možné použít tenzometr v kombinaci se vzorkováním vlhkosti (polní metoda) nebo jeho variantu - kapillarimetr : tenzometr zapuštěný do vodou nasycené půdy a připojený na druhém konci k čerpadlu (laboratorní metoda). Nastavení vzduchu v kapillarimetru na známý tlak vede k uvolnění určitého množství vody z půdy do něj, které by mělo být měřeno po dosažení rovnováhy. Kapilárně-sorpční tlak bude roven tlaku vzduchu, upraveného o tlak vodního sloupce v zařízení, vlhkost se zjistí přepočtem. Na podobných principech je založeno zařízení tenzostatu .
V oblasti pF do 5 a někdy i vyšší lze použít membránový lis . Princip jeho činnosti: nasycený vzorek půdy se umístí na jemně porézní membránu a nad ní se vytvoří zvýšený tlak plynu. Pod membránou je udržován atmosférický tlak a voda bude vycházet z půdy a její tlak bude klesat, dokud nebude v absolutní hodnotě roven přetlaku plynu nad vzorkem.
Pro ještě vyšší hodnoty pF se používá hygroskopická metoda (nebo metoda rovnováhy nad roztoky solí ). V exsikátoru se nad solným roztokem ustaví přesně definovaný relativní tlak vodní páry, po dosažení rovnováhy v půdě se vytvoří odpovídající tlak (potenciál) vlhkosti. Zbývá pouze určit vlhkost.