盘式吸渗仪测定土壤水力参数方法研究

摘要

本文在借鉴国内外相关研究成果的基础上,采用理论分析与室内外试验相结合的方法,针对黄土高原地区四种代表性土壤,通过室内试验,利用盘式吸渗仪测定了其水力参数,分析了接触层对土壤吸渗特性的影响,对现有土壤水力参数计算方法进行了分析比较,确定了合理的土壤水力参数计算方法和盘径规格；并通过野外实验分析了土地利用类型对土壤吸渗特性的影响,取得以下研究结果: (1)将自动监测装置应用到盘式吸渗仪测定土壤吸渗特性的过程中,该装置是可靠的,用其测定四种土壤的吸渗特性,能够满足试验精度的要求.因而,可以将改进的自动盘式吸渗仪应用到土壤水力参数的测定中. (2)通过室内实验,利用盘式吸渗仪研究了不同负压条件下黄绵土和娄土的吸渗特性.对于砂性质地的黄绵土,铺砂对于累积吸渗量、稳渗率和非饱和导水率的影响较小,铺设接触层并不能显著加快试验过程；对于壤土质地的娄土,铺砂条件下的土壤累积吸渗量、稳渗率和非饱和导水率增长显著,因而可以通过铺设接触层来提高土壤的吸渗能力. (3)计算土壤吸渗率的方法,对于黑垆土,方法2适用；对于黄绵土、红胶土和娄土,方法2和3均适用. (4)对于四种土壤,当盘径为5cm时,相同时间内的累积吸渗量最大,10cm和15cm盘径下的土壤累积吸渗量值较为接近,考虑到野外有风的条件下,大盘更为稳定,因而确定15cm为试验合适的盘径尺寸. (5)计算土壤在各压力水头下的非饱和导水率,对于黄绵土这种砂性质地的土壤,推荐使用反推参数法、非线性回归方法和Bresler方法；对于娄土这种壤土而言,反推参数方法适用；对于红胶土推荐使用反推参数法、非线性回归方法和Bresler方法；对于黑垆土这种粘壤质地的土壤,推荐使用反推参数方法. (6)本试验采用改进的Mini盘式吸渗仪对水保中心神木水蚀风蚀交错带生态环境监测站附近的土壤水力特性进行了测定,通过分析可以得到:同一坡面不同土地利用类型下,土壤入渗率和导水率按照苜蓿地、柠条地、荒草地、退耕地的顺序依次增大；同一种土地利用类型,不同的坡面位置,表现在峁顶位置的土壤导水能力强.可见不同的土地利用类型和坡面位置对于土壤吸渗能力的影响是很大的.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及学位论文使用授权声明

1绪论

1.1研究的背景和意义

1.2国外研究进展

1.2.1试验研究进展

1.2.2理论研究进展

1.3国内研究进展

1.4研究内容与方法

1.4.1研究内容

1.4.2研究方法

2自动盘式吸渗仪测定土壤水力参数的可行性分析

2.1试验装置

2.2试验内容与方法

2.2.1试验内容

2.2.2试验材料与方法

2.3自动盘式吸渗仪可行性分析

2.3.1自动监测装置的可靠性验证

2.3.2利用自动盘式吸渗仪测定四种土壤吸渗特性的准确性分析

2.4 小结

3接触层对测定土壤吸渗特性的影响

3.1基本原理

3.2试验装置与方法

3.2.1试验装置

3.2.2试验材料

3.2.3试验过程

3.3接触层对黄绵土和娄土吸渗特性的影响

3.3.1接触层对黄绵土和娄土累积吸渗量的影响

3.3.2接触层对黄绵土和娄土稳渗率的影响

3.3.3接触层对黄绵土和娄土导水率的影响

3.4 小结

4计算土壤水力参数方法比较

4.1吸渗率计算方法的比较

4.1.1基本理论

4.1.2土壤吸渗率计算方法确定

4.2盘径对累积吸渗量的影响

4.3导水率计算方法比较

4.3.1计算方法原理

4.3.2黄绵土计算方法比较

4.3.3娄土计算方法比较

4.3.4红胶土计算方法比较

4.3.5黑垆土计算方法比较

4.4 小结

5利用MINI盘式吸渗仪测定田间土壤水力参数

5.1试验原理与方法

5.1.1基本原理

5.1.2试验装置

5.1.3试验材料与方法

5.2不同土地利用类型对于土壤吸渗特性影响

5.3不同坡面位置对于吸渗特性的影响

5.4 小结

6主要结论及有待深入研究的问题

6.1主要结论

6.2有待深入研究的问题

致谢

参考文献

附录