土壌水
と表せる。水理ポテンシャル(hydraulic potential) φ {\displaystyle \phi } を考え、浸透ポテンシャルも無視可能な場合、
φ = φ t + φ o = φ g + φ p {\displaystyle \phi =\phi _{t}+\phi _{o}=\phi _{g}+\phi _{p}}
と表せる。
水の流れを扱うときは、単位体積重量あたりのエネルギーで考えると扱いやすいため、ポテンシャルの値を重力加速度 g {\displaystyle g} で割り、水頭で考える。このとき、以下の式が成立する。
φ g = h = z + ψ w {\displaystyle {\frac {\phi }{g}}=h=z+\psi _{w}}
ただし、 h {\displaystyle h} は水理水頭(hydraulic head)、 z {\displaystyle z} は重力水頭(gravitational head)、 ψ w {\displaystyle \psi _{w}} は圧力水頭(pressure head)である。
なお、土壌水の圧力ポテンシャルおよび圧力水頭は常に負の値をとる。また、土壌水の圧力水頭の測定ではテンシオメーターが利用可能である。