不同含鹽土壤圓盤入滲特征試驗(yàn).pdf

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1、第26卷第4期362010年4月農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)TransactionsoftheCSAE、，01．26No．4Apr．2010不同含鹽土壤圓盤入滲特征試驗(yàn)陳世平1，李毅睬，付秋萍2，一，高金芳1(1．西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，楊凌712100；2．中國科學(xué)院水利部水土保持研究所(西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持研究所)黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，楊凌712100；3．中國科學(xué)院研究生院，北京100039)摘要：不同含鹽土壤水分入滲特征是獲得準(zhǔn)確的土壤水力參數(shù)的基礎(chǔ)。該文通過圓盤入滲試驗(yàn)，分析

2、了4種土壤在5個(-1、-3、-6、-9和-12cm)負(fù)水頭下的入滲特征。結(jié)果表明，隨著水頭的減小，4種土壤的吸濕率線性減小，穩(wěn)定入滲率和非飽和導(dǎo)水率呈不同程度減小。隨土壤含鹽量增加穩(wěn)定入滲率和導(dǎo)水率呈增大規(guī)律。根據(jù)實(shí)測資料確定了不同負(fù)水頭下非飽和導(dǎo)水率的Gardner指數(shù)模型參數(shù)，為鹽漬化土壤水力參數(shù)的確定提供理論參考。關(guān)鍵詞：入滲，土壤，導(dǎo)水率，鹽，負(fù)水頭doi：lO．3969／j．issn．1002—6819．2010．04．006中圖分類號：S152．7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1002—6819(

3、2010)-04-0036-06陳世平，李毅，付秋萍，等．不同含鹽土壤圓盤入滲特征試驗(yàn)[J】．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(4)：36—41．ChenShiping，LiYi，F(xiàn)uQiuping，eta1．Experimentalofdiskinfiltrationcharacteristicswithdifferentsoilsaltcont鈕ts【J】．TransactionsoftheCSAE，2010，26(4)：36—41．(inChinesewithEnglishabstracO0引言土壤水力

4、參數(shù)的確定對精確模擬田間水流和溶質(zhì)遷移過程非常重要，多年來土壤科學(xué)家始終在努力探索獲得準(zhǔn)確的土壤水力性質(zhì)的方法【l五】，其中利用圓盤入滲儀確定土壤非飽和導(dǎo)水特征就是其重要內(nèi)容之一。最早圓盤入滲儀用來測量淹灌或畦灌過程中氣體壓力增加值【3-4]，近年來圓盤入滲儀被用來估計(jì)從飽和到幾十厘米負(fù)水頭下的非飽和導(dǎo)水率、土壤吸濕率、宏觀毛管長度、導(dǎo)水孔隙度等水力參數(shù)，在坡地土壤導(dǎo)水參數(shù)、兩區(qū)模型參數(shù)、土壤大孔隙中的水分運(yùn)動【5罐】和土壤水力性質(zhì)的時空變異等方面也有應(yīng)用[1,9-12】。由于圓盤入滲儀快速簡單，便于測定

5、田間表層土壤水力特征，因此近年來在國內(nèi)的應(yīng)用也逐漸增多。國外已有一些理論和模型描述圓盤入滲儀的入滲特征[3,5,9,13-16】，如White和Sully的單盤入滲法，Smettem和Clothier的多盤徑入滲法，Ankeny等的多壓力水頭法，Logsdon和Jaynes的回歸法等。薛緒掌、張仁鐸等【17。1硼研究了各種圓盤入滲模型的優(yōu)缺點(diǎn)，并改進(jìn)了相關(guān)模型；樊軍等【l9】利用圓盤入滲儀測定土壤的導(dǎo)水參數(shù)：朱元駿、邵明安【20】利用圓盤入滲儀來分析碎石對土壤飽和水力傳導(dǎo)度的影響。顯然國內(nèi)在應(yīng)用圓盤入滲儀

6、測定土壤水力性質(zhì)方面還處于初級階段，就目前研究成果而言，將其應(yīng)用于確定不同含鹽水平次生鹽漬化土壤水力特性方面收稿日期：2009-01—12修訂日期：2009．12．04基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金(50709028)資助作者簡介：陳世平(1982一)，男，湖北陽新人，主要從事農(nóng)業(yè)水土工程研究。楊凌西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，712100。Email：spenser2@r163．corn※通信作者：李毅(1974一)，女，陜西武功人，博士，副教授，主要從事農(nóng)業(yè)水土工程研究．楊凌西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建

7、筑工程學(xué)院，712100。Email：liyikitty@126．coin的報(bào)道很少。為了對比次生鹽漬化土壤水力性質(zhì)，本文利用圓盤入滲儀進(jìn)行負(fù)壓入滲試驗(yàn)，運(yùn)用基于Wooding(1968)的方法和White和Sully(1987)方法計(jì)算非飽和導(dǎo)水率，分析5個負(fù)水頭下、4種不同含鹽水平土壤的穩(wěn)定入滲率、土壤吸濕率、非飽和導(dǎo)水率等參數(shù)隨負(fù)水頭和含鹽量的變化特征，驗(yàn)證Gardner指數(shù)模型對不同含鹽水平土壤非飽和導(dǎo)水率的適用性，從而為進(jìn)一步模擬水分和溶質(zhì)運(yùn)動建立基礎(chǔ)。1基本理論圓盤下的入滲過程被認(rèn)為是三維入滲

8、，其入滲過程可以用Richard方程來描述。但在入滲開始的短時間內(nèi)可簡化為一維入滲，忽略重力作用和擴(kuò)散作用‘2¨，用Philip(1957)公式來描述，=研o。5(1)兩邊對時間求導(dǎo)得1f=二&-o。5(2)2式中：J——累積入滲量，cm；卜土壤入滲率，cm／s；f——入滲時間，s；S——土壤吸濕率，cnffso一。對入滲開始階段的，與嚴(yán)進(jìn)行線性回歸，斜率即為入滲率。對于初始含水率一致的均質(zhì)土壤，Wooding(1968)提出