温度对简化蒸发法测定土壤水分特征曲线和导水率曲线的影响

根据Schindler(1980)提出的简化蒸发法,在微型土柱的两个高度安装张力计测定土壤吸力,并采用称重法得到土壤含水率,通过公式再计算土壤水分特征曲线和导水率曲线。结果表明:温度的差异影响土壤水分特征曲线和导水率曲线。在砂土、砂壤土-1和砂壤土-2的水分特征曲线上,当吸力小于10 kPa时,同一吸力时25℃曲线的含水率均小于16℃曲线的含水率;当吸力大于10 kPa时,砂土和砂壤土-2在同一吸力时25℃曲线的含水率均大于16℃曲线的含水率,而砂壤土-1无此变化。在砂土、砂壤土-1和砂壤土-2的导水率曲线上,砂土在10kPa以下时25℃导水率值低于16℃导水率值,其他情况下,在同一吸力时,三种土样的25℃导水率值均高于16℃导水率值。     

斥水剂对湿陷性黄土持水性能的影响

黄土湿陷性是黄土地区建筑物发生破坏和造成水土流失的重要原因,伊犁黄土厚度大、湿陷性强烈,以伊犁黄土风积黄土为研究对象,研究了斥水剂含量对湿陷性黄土持水能力、供水能力、饱和导水率及蒸发性能影响。结果表明:湿陷性黄土中是否添加斥水剂,土壤水吸力和含水率之间均符合Gardner模型关系,其相关系数均达到显著水平(P0. 01),并且随土壤含水率增大土壤水分特征曲线变化越平缓。黄土持水能力随斥水剂含量的增加呈现先减小后增大的变化趋势,斥水剂含量为1%～2. 5%时,黄土持水能力随斥水剂含量增加逐渐降低,但当斥水剂含量大于2. 5%时,持水能力随斥水剂含量增加而增加;同时土壤供水能力随斥水剂含量、含水率的增加先增大后减小,当斥水剂含量为2. 5%、土壤含水率为20%时,黄土供水能力达到最大值;黄土饱和导水率和水分累积蒸发量也表现出相同变化规律,当斥水剂含量为2. 5%、含水率为20%时土壤饱和导水率和水分累积蒸发量最小。     

外加剂对土壤水分保持性能影响研究

本文从毕节市某水渠附近钻取土样,先通过室内研究了不同生物炭含量对土壤保水性能的研究,之后将其运用到现场进行分析验证,得到了生物炭土体的持水性能曲线。结果表明在自然环境当中不同生物炭含量下,土壤中的含水量具有明显差异,但总体上随着天数增加,生物炭含量越高,土壤的含水量越高。此外,不论生物炭含量多少,持水曲线有一个变陡的过程,孔隙大小不规则分布的土壤具有更大的保水能力。与没有施用生物炭的土壤相比,土壤中施用高剂量的生物炭可以明显增加土壤的持水性能。     

基于质地的土壤水分特征曲线参数非线性预测

基于黄土高原区不同质地土壤的室内土壤水分特征曲线系列试验,讨论了Van Genuchten经验模型对土壤水分特征曲线的适用性,重点分析了基于土壤质地的Van Genuchten模型经验参数的非线性预测。研究结果表明:Van Genu-chten经验模型对不同质地的土壤均具有很好的适用性,拟合模型的复相关系数R2都大于0.99,说明Van Genuchten经验模型对不同质地的土壤都具有较好的拟合效果;土壤中黏粒含量越大,其持水能力越强,土壤水分特征曲线越陡直,尤其在吸力值小于1 000 cm的低吸力段,这种现象更为明显,而土壤中沙粒含量则与黏粒含量表现出相反的性质;利用RETC软件,对Van Genuchten模型经验参数n、α进行基于土壤质地的非线性预测,建立非线性预测模型,模型复相关系数R2均大于0.96,且参数预测值的相对误差在10%左右,所建立的非线性预测模型可信度较高,预测较为准确。     

保水剂对土壤持水特性的影响研究

为了探明保水剂对土壤持水特性的影响,以新疆昌吉州古尔班通古特沙漠南部的粘壤土和砂壤土为研究对象,通过土壤饱和含水率、土壤水分特征曲线和土壤抗蒸发能力等研究了不同类型保水剂对土壤持水性能、抗蒸发效果和有效含水量的影响。研究结果表明:粘壤土和砂壤土中添加保水剂,土壤可以保持较高的含水率。含水率相同时,添加保水剂可使土壤保持较高的土壤吸力,其变化趋势与保水剂的含量和类型相关,添加剂含量越高,土壤持水性越强,但是当添加含量达到一定程度后,土壤持水性会降低,粘壤土比砂壤土的持水性能更强。保水剂的保水能力受保水剂吸水倍率和土壤及其自身性质的共同影响,所以要针对不同的土壤添加不同类型的保水剂。不同土壤中添加保水剂后,土壤的保水能力不同。在不同的埋深条件下,无论添加剂含量多少,粘壤土中保水剂的保水能力分别为A B C;砂土中保水剂的保水能力分别为C A B。粘壤土选用A保水剂比较好;砂壤土建议选用C型保水剂。在土壤(粘壤土、砂壤土)中添加不同的保水剂后,对土壤饱和含水量和有效含水量均有促进作用,但由于土壤质地和结构的差异,对土壤持水性性能的影响也不同,添加保水剂后粘壤土的持水性能平均增强2. 5%。     

用三点法测定土壤持水特征的容重

利用离心机法测定了晋城市6种典型质地土壤的吸力、容重和重量含水量三者的关系,分析了土壤持水特征测定中的容重变化特征;借用土壤水分特征曲线幂函数模型和土壤收缩特征线性模型获得容重与吸力间幂函数关系,并利用试验资料进行检验;提出了确定土壤持水特征测定中容重变化的三点法,该方法所获得土壤水分特征曲线与实测结果极为吻合,精度较高。     

土壤持水特征测定中的容重变化及其确定方法

利用离心机法测定了黄土高原6种典型质地土壤的吸力、容重和重量含水量三者的关系，分析了土壤持水特征测定中的容重变化特征；借用土壤水分特征曲线幂函数模型和土壤收缩特征线性模型获得容重与吸力间幂函数关系，并利用试验资料进行检验；提出了确定土壤持水特征测定中容重变化的三点法，该方法所获得土壤水分特征曲线与实测结果极为吻合，精度较高。     

甘肃黄土基质吸力与电阻率关系分析

以甘肃黄土基质吸力与电阻率关系为研究目的,采用甘肃黑方台滑坡土,通过滤纸法测定了黄土土壤水分特征曲线。用四极法的原理建立电阻率和土壤含水率之间的关系。以不同土壤含水率为媒介,预示基质吸力和电阻率的变化规律,并建立基质吸力与电阻率之间的函数关系,对于未来通过电阻率值评价黄土基质吸力具有一定的指示意义。     

南阳膨胀土冻融循环后的土水特征试验研究

南水北调中线工程的膨胀土渠道容易遭受季节性冻融的影响。为探究冻融作用对膨胀土土水特征的影响规律,以南阳膨胀土为试验对象,采用滤纸法测定经历不同冻融次数的膨胀土土样的总吸力和基质吸力,绘制其试验散点图,并分别采用VG模型和幂函数模型对基质吸力及总吸力与土体含水率的关系进行拟合。结果表明:随着冻融循环次数的增加,基质吸力和总吸力土水曲线整体向左下方偏移,进气值逐渐减小,持水性能降低;渗透吸力在含水率增大时逐渐减小,但不同冻融次数的渗透吸力数值并无显著差别;采用VG模型和幂函数模型分别拟合本试验中的基质吸力土水曲线和总吸力土水曲线,相关系数高,形式简单,模型参数在冻融循环中逐渐趋于稳定值。研究成果可供处在季节性冻土区的膨胀土工程建设及维护提供参考。     

黄土坡耕地土壤水力学的空间分布特征探讨——以晋西北神池县为例

坡耕地在黄土高原分布广泛,具有地面平整度差和水、肥、土流失严重等特点。为探讨黄土高原坡耕地土壤水力学特性,采用张力入渗法、压力膜仪法以及沙箱法,对黄土高原晋西北神池县坡耕地不同深度土层分别进行原位和室内试验。研究结果表明:各层土壤的累积入渗量与负压水头有关,表层土壤的累积入渗量最大;土壤饱和以及非饱和导水率随土壤深度的增加呈线性减小;低吸力阶段(h100cm),随吸力提高土壤的持水能力逐渐下降,高吸力阶段(h100cm)土壤持水能力变化不大;结构性孔隙和基质性孔隙最大值所对应的负压水头分别为-37cm和-325cm。     

土壤水运动滞后机理的试验研究

经过充分饱和的土壤,在其排水(或称脱湿)过程中,测得的土壤水分特征曲线称初始脱湿曲线(如图1中的IDC线),在试样达到相当大的吸力(在这个吸力下,土壤含水率不因吸力的增加而有明显变化,一般称该吸力下的土壤含水率为残留含水率)后重新吸水,得主吸湿曲线MWC,在MWC线上,尽管试样的水势(仅指基质势,下     

不同灌水处理对多砾石砂土膜下滴灌玉米 水分分布特征的影响

为探究不同灌水定额对多砾石砂土膜下滴灌玉米土壤水分分布的影响,采用大田小区对比的试验方法,分析30.0mm、37.5mm、45.0mm、52.5mm、60.0mm五种灌水定额对土壤水分分布的影响。结果表明:同一灌水处理条件下,土壤剖面含水率等值线分布形式的变化过程是"长轴在垂向的椭圆形-长轴在横向的椭圆形-单峰曲线"。灌水24h后土壤含水率达到一个相对的稳定状态,且土壤表面25cm内的含水率明显小于灌后0h土壤含水率;40cm深度处土壤含水率达到最大。不同灌水定额土壤含水率变化趋势一致,随灌水定额的增加含水率等值线图越接近于椭圆形;在垂直方向与水平方向土壤含水率增加幅度分别表现为:中部下部上部、左部中部右部;52.5mm灌水定额处理下不同深度的土壤含水率最接近田间持水率。试验分析认为在多砾石砂土地区52.5mm灌水定额处理是水分分布最优的灌水处理。     

季节性河床不同沙样的水分特征曲线研究

选取季节性河流大沽河上、中、下游3处代表性河床的沙样作为试验样品,采用张力计法测出不同沙样的脱湿和吸湿过程,采用Van Genuchten模型拟合不同沙样的水分特征曲线,利用MATLAB中的Nlinfit函数求得Van Genuchten模型参数。结果表明:土壤水吸力(水银柱高度)为0~10 cm时,沙样的质量含水率变化明显,随着土壤水吸力逐渐增大,质量含水率逐渐降低,当土壤水吸力为60 cm左右时,含水率变化减缓,逐渐趋于平稳;3种沙样均存在水分特征曲线滞后现象,粗沙的滞后现象较细沙的明显;实测水分特征曲线和拟合曲线基本吻合,Van Genuchten模型和MATLAB求参方法均适用于拟合季节性河床沙样的水分特征曲线。     

初始干密度对脱湿红土含水吸力特性的影响

以昆明非饱和红土为研究对象，以脱湿作用作为控制条件，考虑初始干密度的影响，通过滤纸法试验，研究初始干密度对昆明脱湿红土含水吸力特性的影响。结果表明，各脱湿含水率下，脱湿红土的质量含水率、滤纸含水率随初始干密度的增大分别呈缓慢减小、波动减小的变化趋势；各初始干密度下，土-水特征曲线呈现出基质吸力与体积含水率的变化趋势相反的特征；初始干密度一定时，脱湿红土的基质吸力总体上随着体积含水率的增加呈现缓慢减小～快速减小的变化趋势，突变体积含水率为26.5%；体积含水率一定时，随着初始干密度的增大，脱湿红土的基质吸力呈波动升高的变化趋势；基质吸力一定时，脱湿红土的体积含水率随初始干密度的增大亦呈波动升高的变化趋势。初始干密度不同，脱湿过程中红土颗粒的持水能力不同。     

土壤不同含碳量情况下水分特征曲线的拟合及修正

为研究不同土壤含碳量情况下水力特性的变化,采用典型的江西水稻土进行室内水分特性曲线实验。实验采用4种含碳量水平,分别为0%、3%、6%、9%,利用HYPROP与高速离心机联合测定法测定不同含碳量情况下土壤水分特性曲线,并运用V-G模型对实验结果进行拟合分析。结果表明,利用HYPROP系统与高速离心法联合测量土壤水分特征曲线可以实现土壤水分特征曲线的高效准确测定,土壤的饱和含水量随施加生物碳比例的增加呈现先增加后减小的规律,在生物碳比例为6%时,土壤的饱和含水量最大,故土壤中施加生物碳的比例不宜超过6%。通过不同含碳土壤水分特性的对比,得出含碳土壤水力特性参数的修正系数,修正后的公式能够更好地描述含碳土壤的水力特性。     

同质异性土壤水分特征曲线的特性试验研究

采用压力膜法,对5种同一质地、不同特性中壤土作水分特征曲线,经分析得出:同一质地装填土的干容重影响土壤水分特征曲线,表现为同一土壤吸力下干容重大的土壤含水率低;农田原状土存在着空间结构上的差异;经不同处理的土壤,土壤水分特征曲线有一定的差异.     

土壤水分特征曲线测定过程中土壤收缩特性研究

为探求不同土壤水分特征曲线拟合模型的适宜性以及离心机法测定过程中的土壤收缩特性,选取云南黏壤土(KM)、辽宁砂壤土(SY)、新疆砂壤土(KL)和山东壤土(LY),分别对土壤水分特征曲线进行测定并拟合,而后对测定过程中土壤的收缩度及其收缩特性进行分析。结果表明,对于KM、SY、KL和LY:(1)当吸力从0增至7 000 cm时,土壤含水率逐渐减小,且减小速率呈现"降低-增加-降低"趋势;(2)各土壤水分特征曲线经验模型均表现出良好的模拟效果,适宜模型分别为VG-M(m,n)、LND-M、VG-M(1-1/n,n)和VG-B(m,n),其中VG模型可作为最优模型同时对4种土壤进行土壤水分特征曲线拟合;(3)在土壤水分特征曲线测定过程中,土壤有效收缩度与吸力满足对数函数关系(R2=0.82~0.97),4种土壤收缩量表现为SYKMLYKL,且容重增加了0.19~0.46 g/cm3;(4)基于土壤收缩特征值可将土壤收缩过程大致分为伪饱和段、结构段和超正常段,且对于4种土壤,3个收缩段均可以用直线模型描述,但各收缩段的吸力范围存在差异。     

Q3原状黄土与重塑黄土的土水特性研究

黄土土水特征曲线与其强度、渗流及本构关系等密切相关。为研究Q3黄土的土水特性,分别进行了Q3原状黄土和重塑黄土的土水特征曲线测试,并用经典的B-C模型和V-G模型对试验结果进行拟合,分析孔隙比对Q3重塑黄土土水特性的影响。结果表明:原状黄土土水特征曲线分为快速减小、缓慢减小和稳定3个阶段,进气值为20kPa左右,随土体排水,空气进入孔隙内部,吸力逐渐增大,稳定阶段土体饱和度很低,土体处于大吸力段,孔隙排水不明显;重塑黄土土水特征曲线整体趋势与原状黄土一致,但孔隙比对其影响较明显,当孔隙比较大时,体积含水率降低引起吸力明显增加,进气值较小,孔隙比较小时,随着吸力值增加,体积含水率降低速率较小,随着孔隙比减小,土体进气吸力值逐渐增大;采用B-C模型和V-G模型与原状黄土试验结果进行对比,B-C模型低吸力段拟合效果不佳,高吸力段拟合较好,V-G模型整体拟合效果良好。     

砾石土质条件下葡萄滴灌生育期土壤含水率变化规律研究

为探究酿酒葡萄在砾石土质条件下的土壤含水率变化规律及合理灌溉制度,选取贺兰山东麓砾石土典型试验区,以五年生赤霞珠品种为研究对象,设计2 550、2 850、3 225、3 600 m3/hm24个不同定额的灌水处理,应用TDR土壤水分剖面仪和土壤水势仪,监测生育期滴灌前后不同土层含水率与水势变化,针对监测数据从灌水处理整体与单个生育期不同角度进行分析,研究酿酒葡萄在砾石土条件下不同滴灌定额土壤含水率变化规律,最终提出生育期适宜灌溉制度。研究结果表明:随着灌溉定额的增加,土壤含水率在0~40cm土层范围内变化较明显;不同深度土层土壤水势变化规律与灌溉定额的大小有关;1m深土壤水分蓄存比并不是随着灌水量的增加而增大,而是当灌水量达到某一定额时,随着灌水量的增加,土壤水分蓄存比减小,砾石土单次灌水量高于300 m3/hm2时,土壤水分蓄存比较低,易产生深层渗漏。     

渭河滩地土壤水分特征曲线变化规律

在系统分析水势与土壤水势的概念、影响土壤水势的因素以及土壤水分特征曲线的基础上,分析了渭河滩地0～80 cm土层内不同深度土壤的水分特征曲线变化规律。结果表明:渭河滩地0～40 cm为沙壤土,持水性较好;40～60cm为黏性土壤,持水性较强;60 cm以下为沙子,持水性较左。