土壤飽和導(dǎo)水率測定-環(huán)刀法.doc

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1、土壤飽和導(dǎo)水率測定——環(huán)刀法1．測定意義：土壤飽和導(dǎo)水率（土壤滲透率）：單位水勢梯度下水分通過垂直于水流方向的單位截面積飽和土壤水的流速。土壤處水飽和狀態(tài)時(shí)，便需用飽和導(dǎo)水率計(jì)算其通量。飽和導(dǎo)水率也是土壤最大可能導(dǎo)水率，常以它作為參比量，比較不同濕度條件下土壤的導(dǎo)水性能。土壤滲透性是土壤重要的特性之一，它與大氣降水和灌溉水幾乎完全進(jìn)入土壤，并在其中貯存起來，而在滲透性不好的情況下，水分就沿土表流走，造成侵蝕。?飽和導(dǎo)水率（滲透系數(shù)）與土壤孔隙數(shù)量、土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、鹽分含量、含水量和溫度等有關(guān)。2.測定原理土壤飽和導(dǎo)水率系在單位水壓梯度

2、下，通過垂直于水流方向的單位土壤截面積的水流速度，又稱土壤滲透系數(shù)。本法可在田間進(jìn)行測定，但易受下層土體性質(zhì)的影響。在飽和水分的土壤中，土壤飽和導(dǎo)水率（滲透系數(shù)）根據(jù)達(dá)西（H.?Darcy）定律：K=Q×LS×t×h…(1)公式中：?K——飽和導(dǎo)水率（滲透系數(shù)），cm/s；?Q——流量，滲透過一定截面積S（cm2）的水量，mL；L——飽和土層厚度，滲透經(jīng)過的距離，cm；?S——環(huán)刀橫截面積，cm2；?t——滲透過水量Q時(shí)所需的時(shí)間，s；?h——水層厚度，水頭（水位差），cm。?飽和導(dǎo)水率（滲透系數(shù)）K的量綱為cm/s或mm/min或cm

3、/h或m/d。從達(dá)西定律可以看到，通過某一土層的水量，與其截面積、時(shí)間和水層厚度（水頭）呈正比，與滲透經(jīng)過的距離（飽和土層厚度）呈反比，所以飽和導(dǎo)水率（滲透系數(shù)）是土壤所特有的常數(shù)。?3?.儀器?環(huán)刀（容積100cm3），量筒（100mL、10ml），燒杯（100mL），?漏斗，?秒表，??溫度計(jì)。?4.??操作步驟?4.1????在室外用環(huán)刀取原狀土樣，帶回室內(nèi)浸入水中。一般砂土浸4h~6h，壤土浸8?h~12h，粘土浸24h。浸水時(shí)要保持水面與環(huán)刀上口平齊，勿使水淹到環(huán)刀上口的土面。???4.2????在預(yù)定時(shí)間將環(huán)刀取出，除去蓋子

4、，在上面套上一個(gè)空環(huán)刀，接口處先用膠布封好，再用熔蠟粘合，嚴(yán)防從接口處漏水。然后將接合的環(huán)刀放到漏斗上，漏斗下面用100mL燒杯承接。?4.3????向上面的空環(huán)刀中加水，水面比環(huán)刀口低1mm，水層厚5cm。???4.4????加水后，自漏斗下面滴下第一滴水時(shí)用秒表計(jì)時(shí)，每隔1、2、3、5、10……tnmin更換漏斗下的燒杯（間隔時(shí)間的長短，視滲透快慢而定），并分別用100mL或10mL量筒計(jì)量滲出水量Q1、Q2、Q3……Qn。每更換一次燒杯，要將上面環(huán)刀水面加至原來高度，并用溫度計(jì)記錄水溫。???4.5????試驗(yàn)一般持續(xù)時(shí)間約1h才

5、開始穩(wěn)定。如果仍不穩(wěn)定，應(yīng)繼續(xù)延長時(shí)間直到單位時(shí)間內(nèi)滲出水量相等時(shí)為止。5．計(jì)算結(jié)果5.1滲出水總量按式（2）計(jì)算：Q=(Q1+Q2+Q3+…+Qn)×10S…(2)式中：?Q——滲出水總量，mm；?Q1、Q2、Q3……Qn——每次滲出水量，mL，即cm3；?S——滲透筒的橫截面積，cm2；10——由cm換算成mm所乘倍數(shù)。5.2滲透速度按式（3）計(jì)算：V=10×Qntn×S…(3)?式（3）中：?V——滲透速度，mm/min；?Qn——n次滲出水量，mL，即cm3；?tn——每次滲透所間隔時(shí)間，min。?5.3??飽和導(dǎo)水率（滲透系數(shù)

6、）按式（4）計(jì)算：?Kt=10×Qn×Ltn×S×(h+L)=V×Lh+L…(4)式（4）中：?Kt——溫度為t（℃）時(shí)的飽和導(dǎo)水率（滲透系數(shù)），mm/min；Qn——n次滲出水量，mL，即cm3；?tn——每次滲透所間隔時(shí)間，min；?S——滲透筒的橫截面積，cm2；?h——水層厚度，cm；?L——土層厚度，cm；?V——滲透速度，mm/min。?5.4??為了使不同溫度下所測得的Kt值便于比較，應(yīng)換算成10℃時(shí)的飽和導(dǎo)水率（滲透系數(shù)），按式（5）計(jì)算：?K10=Kt0.7+0.03t?！?5)式（5）中：?K10——溫度為10℃時(shí)的

7、飽和導(dǎo)水率（滲透系數(shù)），mm/min；?Kt——溫度為t(℃)時(shí)的飽和導(dǎo)水率（滲透系數(shù)），mm/min；?t°——測定時(shí)水的溫度，℃。?5.5??每一土壤層次重復(fù)測定5次，取其算術(shù)平均值，取兩位小數(shù)。