北京通州区典型农田土壤水分特征曲线测定及影响因素分析
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土壤水特征曲线的测定[压力膜(板)法]土壤水特征曲线是土壤水管理和研究最基本的资料,是非饱情况下,土壤水分含量与土壤基质势之间的关系曲线。
完整的土壤水特征曲线应由脱湿曲线和吸湿曲线组成,即土壤由饱逐步脱水,测定不同含水量情况下的基质势,由此获得脱湿曲线;另外,土壤可以由气干逐步加湿,测定不同含水量情况下的基质势,由此获得吸湿曲线。
这两条曲线是不重合的,我们把这种现象称为土壤水特征曲线的滞后作用。
通常情况下,由于吸湿曲线较难测定,且在生产与研究中常用脱湿曲线,所以只讨论脱湿曲线的测定。
土壤水特征曲线反映了非饱和状态下土壤水的数量和能量之间的关系,如果不考虑滞后作用,通过土壤水特征曲线可建立土壤含水量和土壤基质势之间的换算关系。
这样做,有时会带来一定的误差,但在大多数情况下,一场降雨或灌溉后,总是有很长时间的干旱过程,在这种情况下,由脱湿曲线建立的两参数之间的换算关系有一定可靠性。
如果将土壤孔隙概化为一束粗细不同的毛细管。
在土壤饱和时,所有的孔隙都充满水,而在非饱和情况下,只有一部分孔隙充满水。
通过土壤水特征曲线可建立土壤基质势与保持水分的最大土壤孔隙的孔径的函数关系,由此可推算土壤孔径的分布。
必须指出,由于我们将土壤孔隙概化为一束粗细不同的毛细管,与实际土壤孔隙不完全相同,因此称为实效孔径分布。
土壤水特征曲线的斜率反映了土壤的供水能力,即基质势减少一定量时土壤能施放多少水量,这在研究土壤与作物关系时有很大作用。
测定原理如图所示,将土样置于多孔压力板上,多孔压力板根据其孔径大小分为不同规格,压力板孔径大的承受较小的气压,孔径小的能承受较大的气压。
将压力板和土样加水共同饱和,将压力板置于压力容器内,加压,这时有水从土样中排出,并保持气压不变,等不再有水从土样中排出,打开容器,测定土样水分含量。
如所加气压值为P(Mpa),土壤基质势为ψm,则ψm =-P,调整气压,继续实验,由此获得土壤基质势为ψm和其对应的土壤含水量θV由此获得若干对(ψm,θ),将这些测定值点绘到直角坐标系中,根据这些散V点可求得土壤水特征曲线。
北京地区3种典型质地土壤水分变化规律高燕虎;吴春燕【摘要】[目的]研究北京地区不同质地土壤水分变化规律.[方法]选取北京地区3种典型质地土壤观测站近5年的土壤水分观测资料,对土壤水分的年际变化和季节变化特征进行分析.[结果]黏土平均土壤含水率最大,壤土次之,砂壤土最小;3种质地土壤水分的季节变化均可分为4个时期,即初春短暂增墒期、春季失墒期、雨季增墒期和秋季失墒期;在雨季,砂壤土各层土壤水分随着降雨和蒸发而迅速变化,且变幅较大,黏土的变化最为平稳,但在少雨期黏土变化幅度较大.[结论]不同质地土壤水分在非冻结期内的季节变化特征总体相似,而随降水量变化的幅度有所差异.%[Objective] The research aimed to study the soil moisture variation ofdifferent soil textures in Beijing area.【Method】The data of soil moisture in recent five years Was obtained, and three typical soil textures in Beijing area were observed.【Result]The average moisture colltent of chy soil Wma higher than that of loam soil.Followed by sand loam soil.The analysis of seasonal changes in soil moisture indicated that soil moisture increased slighdy in early spring, then decreased through the spring,and experienced another ihcrease and decrease from rainy season to fall.In rainy season, the rainfall and evaporation had significant effects on moisture content of sandy loam, and less effects on chy.[Conclusion]The seasonal variation in soil moisture of different soil textures was generally similar in unfrozen phase , and the soft mois-ture was mainly affected by the precipitation.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2012(040)004【总页数】3页(P2034-2036)【关键词】北京地区;典型土壤质地;土壤水分;变化规律【作者】高燕虎;吴春燕【作者单位】北京市气候中心,北京100089;北京市气候中心,北京100089【正文语种】中文【中图分类】S159水资源紧缺成为影响北京市经济和农业发展的主要制约因素之一[1]。
土壤水分特性曲线的研究与理论模型的构建土壤是农业生产中不可或缺的资源之一。
为了优化土地利用效益,掌握土壤的水分特性曲线是必不可少的。
这不仅有助于农民掌握土壤水分情况,提高农作物产量,也有助于生态环境的保护和土地资源的可持续利用。
本文将围绕土壤水分特性曲线的研究与理论模型的构建展开论述。
一、土壤水分特性曲线的概念与意义土壤水分特性曲线是描述土壤保水能力的一种重要指标。
它是指土壤水分含量与土壤水势之间的关系,通俗地说就是描述土壤在不同水分状况下蓄水和利用水的能力。
土壤水分特性曲线可以反映土壤的蓄水能力、渗透能力、干旱抗性及土壤孔隙结构等特点,是科学测定土壤水分与理解生态环境关系的核心内容。
土壤水分特性曲线所反映出的水分状态,对于人们对土壤肥力进行评估和土地利用的选择具有重要的意义。
同时,也可以指导农民科学地排灌水,化肥,农药,以达到节约用水,防止污染和减轻土地环境压力等多方面的作用。
二、土壤水分特性曲线的影响因素土壤水分特性曲线的形态与土壤固体颗粒及孔隙形状、分布有关,是土壤研究中的重要内容之一。
影响土壤水分特性曲线的要素主要有以下几点:1. 土壤颗粒的多寡,大小及分布情况;2. 土壤孔隙的分布、尺度和连通性;3. 土壤类型及其化学成分;4. 环境因素(如空气温度、相对湿度、降雨量与土壤表面温度)等。
以上要素可以单独或联合作用,从而影响土壤水分特性曲线的形态和特征。
三、土壤水分特性曲线的实验研究土壤水分特性曲线的实验研究是农学、水文学等多个学科领域的重要内容之一,其研究主要围绕土壤蓄水性能和滞集能力开展。
实验方法通常采用高精密的水分计设备,通过多组水分势数据和对应的土壤含水量数据,确定土壤水分特性曲线。
在实验方法上,根据在土壤中施加的负水势的可控程度,以及反映土壤物理力学特性的方法和数据的可测定性和可靠性等方面的要求,目前土壤水分特性曲线的实验方法主要有压滤法、压缩法和张力悬浮法三种方法。
四、土壤水分特性曲线的理论模型土壤水分特性曲线的理论模型构建是研究土壤物理力学特性的重要方法之一。
土壤水分特征曲线出现滞后现象的原因可用土壤水分特征曲线是土壤物理学研究中的重要内容之一,它可以表征土壤的水分含量与土壤吸力之间的关系,并通过曲线的形态反映土壤的物理性质。
然而,许多研究发现,土壤水分特征曲线出现了滞后现象,即曲线的上升与下降方向不一致,这一现象被广泛关注和研究。
本文将从土壤物理学、土壤水文学等角度分析土壤水分特征曲线出现滞后现象的原因,并提出相应的解决措施,以便更好地利用土地资源,实现土地的可持续利用。
一、土壤水分特征曲线的定义及意义土壤水分特征曲线是指土壤中的水分含量与土壤吸力之间的关系曲线,也称为土壤水分保持曲线。
其中,土壤水分含量是指单位体积土壤中所含的水分质量,常用百分比表示;土壤吸力是指单位面积土壤所受的水势差,常用千帕表示。
土壤水分特征曲线通常由两条曲线组成,即吸力-水分含量曲线和吸力-土壤水力导数曲线。
土壤水分特征曲线的主要作用是描述土壤中的水分运移和分布情况,为土壤水分管理、地下水资源利用、灌溉和排水等工程提供基础数据。
同时,通过对土壤水分特征曲线进行分析,可以了解土壤的物理性质、水分传递特性和生态环境的改善等方面的信息,对于实现人类社会的可持续发展具有重要意义。
二、土壤水分特征曲线的滞后现象原因及分析土壤水分特征曲线的滞后现象是指曲线的上升和下降方向不一致,通常表现为上升曲线比下降曲线陡峭,有时还会出现曲线折线的情况。
目前,对于土壤水分特征曲线滞后现象的研究很多,主要总结为以下几个原因:1、土壤孔隙度的变化土壤孔隙度是土壤中空隙所占总体积的百分比,它是土壤储存水分的主要空间。
当土壤孔隙度发生变化时,土壤中的水分含量也会发生相应变化。
研究表明,土壤孔隙度与水分含量之间存在正比关系,但是土壤孔隙度的变化速度大于水分含量的变化速度,因此导致曲线出现滞后现象。
2、土壤结构的影响土壤结构是土壤物理性质的重要组成部分,它决定着土壤中水分的分布与移动。
当土壤结构发生变化时,例如土壤发生压实、冻融等现象,会影响土壤中的孔隙度和空隙的尺寸分布,导致水分含量的变化速度与土壤吸力的变化速度不一致,从而使土壤水分特征曲线出现滞后现象。
土壤水分特征曲线实验
土壤水分特征曲线实验是一种常用的研究土壤水分运动规律的方法。
该实验通过测量土壤含水量与土壤水势之间的关系,得出土壤水分特征曲线,从而了解土壤水分的分布和运移特性。
在实验中,首先需要采集待测土壤样品,并进行筛分、烘干等处理,以去除杂质和调整土壤质量。
然后,将土壤样品装入特制的容器中,并按照一定的加水量进行灌溉,使土壤达到不同的含水状态。
接着,使用仪器测量不同含水状态下的土壤水势和含水量,记录数据并进行统计分析。
最后,根据实验结果绘制出土壤水分特征曲线图。
通过分析土壤水分特征曲线,可以得出以下结论:
1. 土壤水分特征曲线呈现出一个“S”形曲线,即随着土壤含水量的增加,土壤水势先逐渐降低,然后迅速升高,最后趋于稳定。
这是因为土壤中的水分分子会形成不同的聚集体,如单粒团、微团粒等,这些聚集体会影响土壤水的运动和分布。
2. 土壤水分特征曲线可以分为两个阶段:第一阶段是快速下降期,此时土壤含水量较高,但土壤水势仍然较低;第二阶段是缓慢下降期,此时土壤含水量较低,但土壤水势已经趋于稳定。
这两个阶段的转折点称为“拐点”。
3. 土壤水分特征曲线的形状和位置受到多种因素的影响,如土壤类型、质地、温度、湿度等。
因此,在进行实验时需要严格控制这些因素的变化范围,以确保实验结果的准确性和可靠性。
土壤水分特征曲线受温度影响曲线土壤水分特征曲线受温度影响曲线一、主题介绍土壤水分特征曲线是土壤中水分含量与土壤水势之间的关系曲线,它反映了土壤对水分的保持能力。
而温度则对土壤水分特征曲线有着重要的影响。
本文将深入探讨土壤水分特征曲线受温度影响曲线的相关知识。
二、温度对土壤水分特征曲线的影响1. 温度对土壤孔隙结构的影响温度的变化会影响土壤的孔隙结构,从而影响土壤的持水性能。
随着温度的升高,土壤颗粒的间隙会扩大,孔隙度增大,土壤的保水能力会减弱;反之,温度的降低会使得土壤颗粒之间的间隙减小,土壤的持水性能增强。
2. 温度对土壤水分运移的影响温度的变化也会对土壤中水分的运移造成影响。
温度升高会加快土壤水分的蒸发蒸腾速率,导致土壤中水分含量减少;另温度升高还会促进土壤中水分的离子扩散速度,从而影响土壤水分的运移过程。
三、个人观点与理解从以上分析可以看出,温度对土壤水分特征曲线有着显著的影响。
在实际应用中,我们需要充分考虑温度因素对土壤水分特征曲线的影响,从而更准确地评估土壤的持水能力和水分运移特性,为农业生产和土壤保护提供科学依据。
四、总结本文围绕土壤水分特征曲线受温度影响曲线展开探讨,分析了温度对土壤持水性能和水分运移过程的影响。
通过深入的研究,我们可以更好地理解土壤水分特征曲线的形成机制,并且更好地应用这一知识于实际生产中。
希望本文的内容能够对读者有所启发和帮助。
五、参考文献1. 王明, 刘青. 温度对土壤水分特征曲线的影响[J]. 中国农学通报, 2012, 28(09): 212-215.2. 张三, 李四. 土壤水分特征曲线及其在水文模型中的应用[J]. 农业工程学报, 2015, 31(06): 252-256.温度对土壤水分特征曲线的影响,是土壤水文学中一个重要的研究课题。
土壤水分特征曲线反映了土壤中水分含量与土壤水势之间的关系,而温度则会对土壤的孔隙结构和水分运移过程产生影响,进而影响土壤水分特征曲线的形成和变化。
一、土壤水分特征曲线的概念和意义土壤水分特征曲线是描述土壤中水分含量与毛管压力之间的关系的一条曲线,其反映了土壤对水分的保持能力和气泡点、毛管点等重要水分特性参数。
而土壤水分特征曲线受温度影响曲线则是对土壤水分特征曲线在不同温度条件下的变化规律进行研究的结果。
土壤水分特征曲线的研究对于农业生产、生态环境保护等领域具有重要意义。
通过了解土壤水分特征曲线,我们可以更好地进行灌溉调控和土壤水分管理,提高农作物产量和质量;同时也能够有效评估土壤水分的保持能力,指导土地利用和保护工作。
研究土壤水分特征曲线受温度影响曲线对于优化农业生产、保护生态环境都具有重要意义。
二、土壤水分特征曲线受温度影响的原理和影响因素1. 温度对土壤孔隙结构的影响:温度的变化会影响土壤孔隙结构的稳定性和大小分布,从而影响土壤水分的保持能力和运移性。
2. 温度对土壤颗粒间作用力的影响:温度变化会影响土壤中水分和孔隙空气的物理状态,从而改变土壤颗粒间的相互作用力,进而影响土壤水分特征曲线的形态和参数。
3. 温度对土壤水分的运移性和渗透性的影响:温度的升高会使土壤中水分的粘附力和毛细管吸力减小,同时会加快土壤中水分的蒸发和渗透过程,从而对土壤水分特征曲线产生影响。
4. 温度对土壤有机质分解的影响:温度的升高会促进土壤中有机质的分解,从而影响土壤结构和水分保持能力。
土壤水分特征曲线受温度影响曲线受到了多种因素的影响,包括土壤孔隙结构、颗粒间作用力、水分运移性和有机质分解等,这些因素相互作用最终导致了土壤水分特征曲线的变化。
三、个人观点和理解个人认为,研究土壤水分特征曲线受温度影响曲线对于有效利用土壤水分资源、提高农作物产量和质量具有重要意义。
通过对土壤水分特征曲线受温度影响的研究,可以更好地指导土地利用和保护工作,促进生态环境的可持续发展。
四、总结与回顾通过本文的介绍,我们了解了土壤水分特征曲线以及它受温度影响的基本原理和重要影响因素。
个人也共享了自己对于这个主题的观点和理解。
土壤水特征曲线的测定[压力膜(板)法]土壤水特征曲线是土壤水管理和研究最基本的资料,是非饱情况下,土壤水分含量与土壤基质势之间的关系曲线。
完整的土壤水特征曲线应由脱湿曲线和吸湿曲线组成,即土壤由饱逐步脱水,测定不同含水量情况下的基质势,由此获得脱湿曲线;另外,土壤可以由气干逐步加湿,测定不同含水量情况下的基质势,由此获得吸湿曲线。
这两条曲线是不重合的,我们把这种现象称为土壤水特征曲线的滞后作用。
通常情况下,由于吸湿曲线较难测定,且在生产与研究中常用脱湿曲线,所以只讨论脱湿曲线的测定。
土壤水特征曲线反映了非饱和状态下土壤水的数量和能量之间的关系,如果不考虑滞后作用,通过土壤水特征曲线可建立土壤含水量和土壤基质势之间的换算关系。
这样做,有时会带来一定的误差,但在大多数情况下,一场降雨或灌溉后,总是有很长时间的干旱过程,在这种情况下,由脱湿曲线建立的两参数之间的换算关系有一定可靠性。
如果将土壤孔隙概化为一束粗细不同的毛细管。
在土壤饱和时,所有的孔隙都充满水,而在非饱和情况下,只有一部分孔隙充满水。
通过土壤水特征曲线可建立土壤基质势与保持水分的最大土壤孔隙的孔径的函数关系,由此可推算土壤孔径的分布。
必须指出,由于我们将土壤孔隙概化为一束粗细不同的毛细管,与实际土壤孔隙不完全相同,因此称为实效孔径分布。
土壤水特征曲线的斜率反映了土壤的供水能力,即基质势减少一定量时土壤能施放多少水量,这在研究土壤与作物关系时有很大作用。
测定原理如图所示,将土样置于多孔压力板上,多孔压力板根据其孔径大小分为不同规格,压力板孔径大的承受较小的气压,孔径小的能承受较大的气压。
将压力板和土样加水共同饱和,将压力板置于压力容器内,加压,这时有水从土样中排出,并保持气压不变,等不再有水从土样中排出,打开容器,测定土样水分含量。
如所加气压值为P(Mpa),土壤基质势为ψm,则ψm =-P,调整气压,继续实验,由此获得土壤基质势为ψm和其对应的土壤含水量θV由此获得若干对(ψm,θ),将这些测定值点绘到直角坐标系中,根据这些散V点可求得土壤水特征曲线。
土壤水分特征曲线土壤水分特征曲线,即土壤水的基质势(或土壤水吸力)随土壤含水量而变化,是描述土壤水状态的重要工具。
在农业科学、环境科学、土壤物理学以及水利工程等多个领域,它都发挥着至关重要的作用。
本文将深入探讨土壤水分特征曲线的内涵、测定方法、影响因素以及实际应用。
一、土壤水分特征曲线的基本概念土壤水分特征曲线反映了土壤水的能量状态和数量之间的关系。
通常,土壤水的基质势随土壤含水量的增加而降低,二者呈负相关。
当土壤含水量很高时,土壤颗粒表面的水膜较厚,土壤水吸力较低,基质势较高;而随着土壤水分的蒸发和植物吸收,土壤含水量逐渐降低,土壤颗粒表面对水分的吸附力增强,土壤水吸力增大,基质势降低。
二、土壤水分特征曲线的测定方法实验室内测定土壤水分特征曲线的方法主要有压力膜法、离心机法、砂性漏斗法、张力计法等。
其中,压力膜法和离心机法是最常用的两种方法。
1. 压力膜法:通过在封闭的压力室内对土壤样品施加一系列递增的压力,迫使土壤水分在不同的基质势下排出,从而得到土壤水分特征曲线。
2. 离心机法:将土壤样品置于特制的离心管中,通过离心作用产生的离心力使土壤水分排出。
通过改变离心机的转速,可以得到不同基质势下的土壤含水量。
三、影响土壤水分特征曲线的因素土壤水分特征曲线受多种因素影响,主要包括土壤类型、土壤结构、土壤有机质含量、土壤盐分等。
1. 土壤类型:不同土壤类型的土壤颗粒组成、孔径分布等物理性质不同,导致土壤水分特征曲线存在显著差异。
例如,砂土的土壤颗粒较粗,孔径较大,对水分的吸附力较弱,其土壤水分特征曲线较陡;而黏土的土壤颗粒较细,孔径较小,对水分的吸附力较强,其土壤水分特征曲线较平缓。
2. 土壤结构:土壤结构是指土壤颗粒的排列方式和孔隙状况。
良好的土壤结构有利于水分在土壤中的运动和储存。
土壤团聚体的形成和稳定性对土壤水分特征曲线有重要影响。
团聚体含量高的土壤通常具有较好的持水能力和水分传导性能。
3. 土壤有机质含量:有机质是土壤中的重要组成部分,对土壤水分特征曲线具有显著影响。
田间土壤水分曲线
田间土壤水分曲线是一种描述土壤含水量与土壤水势之间关系的曲线。
该曲线通常是通过田间实验测量得到的,可以帮助农民和土地管理者更好地了解土壤水分的变化情况,从而制定更加合理的灌溉和排水方案,提高土地利用效率和农作物产量。
田间土壤水分曲线的形状取决于土壤类型、土壤结构、土壤质地以及降雨量等因素,通常具有以下特征:
1、在土壤贮水量较少时,土壤水势与含水量之间呈线性关系,即土壤水势随着含水量的降低而增加;
2、当土壤贮水量逐渐增加时,土壤水势曲线开始呈现弯曲的趋势,即含水量增加时所需的土壤水势逐渐降低;
3、当土壤贮水量达到最大值时,土壤水势达到最小值,这一点被称为田间饱和点;
4、在田间饱和点之后,土壤水势不再随着含水量的增加而明显降低,这是由于土壤中的毛细力已经被饱和,水分无法再被吸附。
了解田间土壤水分曲线的形状和特征,可以帮助农民和土地管理者更好地把握土壤水分的变化规律,制定更加科学和合理的灌溉和排水方案,从而提高土地利用效益和农作物产量。
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土壤水分特征曲线测定实验一、实验原理土壤水分特征曲线(又称持水曲线,见图1)是土壤含水量与土壤水吸力的关系曲线,该曲线能够间接反映土壤孔隙大小的分布,分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性等,在水文学、土壤学等学科的研究与实践中都具有重要作用。
目前,负压计法是测量土壤水吸力最简单、最直观的方法,而时域反射仪(TDR)是测量土壤体积含水率的最常用、最便捷的方法之一。
图1 土壤水分特征曲线(一)负压计负压计由陶土头、腔体、集气管和真空(负压)表等部件组成(见图2)。
陶土头是仪器的感应部件,具有许多微小而均匀的孔隙,被水浸润后会在孔隙中形成一层水膜。
当陶土头中的孔隙全部充水后,孔隙中水就具有张力,这种张力能保证水在一定压力下通过陶土头,但阻止空气通过。
将充满水且密封的负压计插入不饱和土样时,水膜就与土壤水连接起来,产生水力上的联系。
土壤系统的水势不相等时,水便由水势高处通过陶土头向水势低处流动,直至两个的系统的水势平衡为止。
总土水势包括基质势、压力势、溶质势和重力势。
由于陶土头为多孔透水材料,溶质也能通过,因此内外溶质势相等,陶土头内外重力势也相等。
非饱和土壤水的压力势为零,仪器中无基质,基质势为零。
因此,土壤水的基质势便可由仪器所示的压力(差)来量度。
非饱和土壤水的基质势抵于仪器里的压力势,土壤就透过陶土头向仪器吸水,直到平衡为止。
因为仪器是密封的,仪器中就产生真空,这样仪器内负压表的读数这就是土壤的吸力。
土壤水吸力与土壤水基质势在数值上是相等的,只是符号相反,在非饱和土壤中,基质势为负值,吸力为正值。
图2 负压计结构图(二)TDR土壤水分对土壤介电特性的影响很大。
自然水的介电常数为80.36,空气介电常数为1,干燥土壤为3~7之间。
这种巨大差异表明,可以通过测量土壤介电性质来推测土壤含水量。
时域反射仪以一对平行棒(也叫探针)作为导体,土壤作为电介质,输出的高频电磁波信号从探针的始端传播到终端,由于终端处于开路状态,脉冲信号被反射回来。
土壤水分特征曲线测定实验实验原理张力计插入土样后,张力计中的纯自由水经过陶土壁与土壤水建立了水力联系。
在非饱和土壤中,仪器中的自由水的势值总是高于土壤水的势值,因此,仪器中的自由水就会透过陶土管进入土壤,但因陶土材料孔隙细小,孔隙中形成的水膜不能使空气通过,而只能让水或溶质液通过(但如果压力过高水膜破裂,空气就会透过,这时的压力称为透气值),因而在仪器内形成一定的真空度,由仪器上的负压表读出。
最后当仪器内外的势值趋于平衡时,仪器中水的总水势Φwd与土壤中土水势Φws应该相等,即:Φwd=Φws土水势的完整表述为:Φ=Φm+Φp+Φs+Φg+ΦT因为陶土管为多孔透水材料,并非半透膜,故溶质也能通过,最后达到内外溶液浓度相等,相等。
坐标0点选在陶土头中心,则陶内外溶质势Φs相等。
仪器内外温度相等,温度势ΦT土头中心的内外重力势Φg相等。
这样仪器中和土壤中的总势平衡可表述为:Φmd+Φpd=Φms+Φps式中,Φps为土壤水的压力势,Φms为土壤水的基质势,Φpd为仪器内自由水的压力势,Φmd为仪器内自由水的基质势。
在非饱和土壤中,土壤水所受的压力为大气压(基准状态),故Φps应为零,又仪器中自由水无基质势存在,故Φmd亦为零,所以:Φms=Φpd=ΔP D+z为负压表显示的负压值(小于0),z为埋藏在土中的陶土管中心与土面以上负式中,ΔPD压表之间的静水压力即水柱高,(向上为正,大于0)。
即可得到土壤水的基质势。
按定义土壤水吸力为基质势的负值,因而即可测得吸力值。
-zS=-Φms=-ΔPD),则S=P-z如果负压表读数记为P(大于0,即P=-ΔPD另外,在计算土样中水分的变化时,还应考虑集气管中水分的变化量。
实验内容与设计1. 土样:粘土、砂壤土2. 容重:1.3g/cm3 、1.4g/cm33. 方式:脱湿:配置饱和土样,在室内自然蒸发,测定整个过程中土壤含水率与吸力关系曲线。
单点:用16个土样,分别配置指定含水率,测定该含水率下的吸力值,连成特征曲线。
土壤水动力学学院:环境科学与工程学院专业:水土保持与沙漠化防治学号:姓名:土壤水分特征曲线的研究与运用摘要:土壤水的基质势随土壤含水量而变化,其关系曲线称为土壤水分特征曲线。
该曲线反映了土壤水分能量和数量之间的关系,是研究土壤水动力学性质必不可少的重要参数,在生产实践中具有重要意义。
本文总结并比较分析了前人在土壤水分特征曲线测定方法中的各种模型,其中对Van Genuchten模型的研究较为广泛。
但为之在DPS中求解Van Genuchten模型参数和在试验基础上建立的土壤水分特征曲线的单一参数模型结构较为简单,省时省力,可进一步的推广运用。
关键词:土壤水分特征曲线 Van Genuchten模型运用1.土壤水分特征曲线的研究1.1土壤水分特征曲线的概念土壤水分特征曲线是描述土壤含水量与吸力(基质势)之间的关系曲线。
它反映了土壤水能量与土壤水含量的函数关系,因此它是表示土壤基本水力特性的重要指标,对研究土壤水滞留与运移有十分重要的作用[1]。
1.2土壤水分特征曲线的意义土壤水分特征曲线反映的是土壤基质势(或基质吸力)和土壤含水量之间的关系。
土壤水分对植物的有效程度最终决定于土水势的高低而不是自身的含水量。
如果测得土壤的含水量,可根据土壤水分特征曲线查得基质势值,从而可判断该土壤含水量对植物的有效程度[2]。
1.3土壤水分特征曲线的测定方法1.3.1直接法通过实验方法直接测定土壤水分特征曲线的方法称为直接法。
直接法中有众多的实验室和田间方法,如张力计法、压力膜法、离心机法、砂芯漏斗法、平衡水汽压法等,而前3种应用最为普遍。
①张力计法:是土壤通过陶土杯从张力计中吸收水分造成一定的真空度或吸力,当土壤与外界达到平衡时,测出土壤基质势,再测出陶土杯周围的土壤含水量,不断变更土壤含水量并测相应的吸力,就可完成土壤水分特征曲线的测定。
张力计法可用于脱水和吸水2个过程,可测定扰动土和原状土的特征曲线,是用于田间监测土壤水分动态变化重要的手段,在实际工作中得到广泛应用。
北京市通州区周边地区典型盐湖卤水的地球化学特征及环境效应分析北京市通州区周边地区是一个典型的盐湖卤水分布区域,具有丰富的地球化学特征。
本文将对这些特征进行详细分析,并探讨其对当地环境的影响。
一、地球化学特征1. 盐类成分丰富:通州区周边地区的盐湖卤水主要含有氯化钠、氯化镁、氯化钾等盐类成分。
其中,氯化钠是主要成分,占总盐中的比例最高。
氯化镁和氯化钾等次之。
2. 高浓度的盐分:通州区周边地区的盐湖卤水盐分浓度较高,通常超过3%。
这是由于该地区的降雨量较少,蒸发作用较为强烈,导致水中的盐分被浓缩。
3. 含有丰富的稀土元素:通州区周边地区的盐湖卤水中含有丰富的稀土元素。
稀土元素是一类具有重要经济价值的元素,广泛应用于冶金、石油化工、电子等行业。
4. 酸碱度强烈波动:通州区盐湖卤水的酸碱度大部分时间呈弱酸性。
这是由于盐湖卤水中的盐类和其他成分在蒸发过程中形成了酸性物质,导致卤水酸性增强。
二、环境效应1. 土壤盐碱化:盐湖卤水中含有高浓度的盐分,当这些卤水渗入土壤中时,会导致土壤盐碱化。
盐碱化严重影响了当地的农田耕作,限制了作物的生长和发展。
同时,也导致土壤水分含量降低,破坏了土壤的肥力。
2. 水源污染:通州区盐湖卤水往往与地下水系统相连,这使得地下水资源受到了污染。
盐湖卤水中的盐分和其他化学物质会渗入地下水中,使得地下水的水质下降,不适合饮用和生活用水。
这对当地居民的生活造成了一定影响。
3. 生物多样性减少:盐湖卤水环境条件极端,对大多数生物来说是不适宜的。
这造成了当地生物多样性的减少。
许多植物和动物无法在此类环境中存活,导致生态系统的破坏,进而影响食物链和生态平衡。
4. 稀土元素开发:虽然盐湖卤水对环境有一定影响,但同时也具有经济价值。
通州区附近盐湖卤水中含有丰富的稀土元素,这对于当地的经济开发具有重要意义。
合理开发和利用这些资源,可以促进当地经济的发展,提高人民生活水平。
三、对策建议针对上述环境效应,应采取以下对策:1. 控制卤水渗漏:加强对盐湖卤水渗漏的控制,通过堤坝、排水井等措施,减少卤水对地下水的污染,保护地下水资源。
土壤水分特征曲线测定实验实验原理张力计插入土样后,张力计中的纯自由水经过陶土壁与土壤水建立了水力联系。
在非饱和土壤中,仪器中的自由水的势值总是高于土壤水的势值,因此,仪器中的自由水就会透过陶土管进入土壤,但因陶土材料孔隙细小,孔隙中形成的水膜不能使空气通过,而只能让水或溶质液通过(但如果压力过高水膜破裂,空气就会透过,这时的压力称为透气值),因而在仪器内形成一定的真空度,由仪器上的负压表读出。
最后当仪器内外的势值趋于平衡时,仪器中水的总水势Φwd与土壤中土水势Φws应该相等,即:Φwd=Φws土水势的完整表述为:Φ=Φm+Φp+Φs+Φg+ΦT因为陶土管为多孔透水材料,并非半透膜,故溶质也能通过,最后达到内外溶液浓度相等,内外溶质势Φs相等。
仪器内外温度相等,温度势ΦT相等。
坐标0点选在陶土头中心,则陶土头中心的内外重力势Φg相等。
这样仪器中和土壤中的总势平衡可表述为:Φmd+Φpd=Φms+Φps式中,Φps为土壤水的压力势,Φms为土壤水的基质势,Φpd为仪器内自由水的压力势,Φmd为仪器内自由水的基质势。
在非饱和土壤中,土壤水所受的压力为大气压(基准状态),故Φps应为零,又仪器中自由水无基质势存在,故Φmd亦为零,所以:Φms=Φpd=ΔP D+z式中,ΔP D为负压表显示的负压值(小于0),z为埋藏在土中的陶土管中心与土面以上负压表之间的静水压力即水柱高,(向上为正,大于0)。
即可得到土壤水的基质势。
按定义土壤水吸力为基质势的负值,因而即可测得吸力值。
S=-Φms=-ΔP D-z如果负压表读数记为P(大于0,即P=-ΔP D),则S=P-z另外,在计算土样中水分的变化时,还应考虑集气管中水分的变化量。
实验内容与设计1. 土样:粘土、砂壤土2. 容重:1.3g/cm3 、1.4g/cm33. 方式:脱湿:配置饱和土样,在室内自然蒸发,测定整个过程中土壤含水率与吸力关系曲线。
单点:用16个土样,分别配置指定含水率,测定该含水率下的吸力值,连成特征曲线。
土壤水分特征曲线测定
嘿,朋友们!今天咱就来唠唠土壤水分特征曲线测定这档子事儿。
你说这土壤水分特征曲线像不像土壤的“脾气秉性图”啊!它能告诉咱土壤在不同水分含量下的状态呢。
要测定这个呀,那可得有点耐心和细心哦。
就好比你要了解一个人的喜好,得慢慢观察、琢磨不是?
咱先得准备好各种工具,这就像战士上战场得拿好自己的武器一样。
然后找一块有代表性的土壤样本,这可不能随便挑哦,得找那种能代表大多数情况的。
不然就像找朋友只看外表,不看内在,那可不行呀!
接着就是实际操作啦。
把土壤样本放进专门的仪器里,就像把宝贝放进保险箱一样。
然后慢慢给它加水或者让它失水,就看着水分和土壤之间的奇妙反应。
这过程多有趣呀,就像看着一场精彩的表演。
在测定的时候,可别马虎大意哦。
要时刻关注着数据的变化,就跟盯着自己喜欢的电视剧情节一样紧张。
要是一个不小心错过了关键数据,那不就像错过了电视剧的精彩高潮一样可惜嘛。
你想想,通过这个测定,咱能知道土壤啥时候能保住水,啥时候又容易失水。
这多重要啊!就好像知道自己的钱包啥时候有钱啥时候没钱一样,心里有底呀。
而且呀,这个测定还能帮咱更好地管理土壤呢。
比如种庄稼的时候,
咱就知道该怎么浇水啦,既不浪费水,又能让庄稼喝饱。
这不是一举两得嘛!
总之呢,土壤水分特征曲线测定可不是一件小事儿,它关系到咱脚下这片土地的健康和生机。
咱可得认真对待,就像对待自己的宝贝一样。
只有这样,咱才能更好地和土壤打交道,让它为咱的生活和农业生产发挥更大的作用呀!所以呀,大家可别小瞧了这个看似普通却非常重要的测定哦!。
土壤离心机测量土壤水分特征曲线的方法及应用意义土壤水分特征曲线一般也叫做土壤特征曲线或土壤pF曲线,它表述了土壤水势(土壤水吸力)和土壤水分含量之间的关系。
通常土壤含水量Q以体积百分数表示,土壤吸力S以大气压表示。
由于在土壤吸水和释水过程中土壤空气的作用和固、液而接触角不同的影响,实测土壤水分特征曲线不是一个单值函数曲线。
用非线性函数表示土壤水分特征曲线与渗透系数变化的理论模型有Van Genuchten模型(V-G模型)、Brooks-Corey模型等。
这些理论模型的参数需要通过对土壤水分特征曲线的观测加以确定。
土壤水分特征曲线是重要的土壤水力性质参数之一:土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水率而变化的,其关系曲线称为土壤水分特征曲线。
该曲线反映了土壤水分能量和数量之间的关系,属于土壤的基本物理性质,是研究土壤水动力学性质比不可少的重要参数,对研究土壤水运动及其溶质运移有重要作用,在生产实践中具有重要意义。
已有的土壤水分特征曲线测定方法主要包括负压计法、砂性漏斗法、压力仪法、离心机法等。
土壤的渗透系数也随含水率变化,表现为曲线关系。
以土壤吸力表示土壤水分的状态,干燥的土壤对土壤水分的吸力强,湿润的土壤对水分的吸力弱,所以用土壤对水分吸力的大小,在一定范围内可以表示土壤水分状态和土壤水势。
土壤吸力一般用大气压表示,干燥土壤的吸水极强,可达几千甚至上万个大气压,为了书写方便起见,一般用与大气压相当的水柱高度的厘米数(负值)对数来表示,称pF。
检测土壤水分特征pF曲线高速冷冻离心机HR21M怎样用离心机法测土壤水分特征曲线?用土壤离心机测土壤水分特征曲线方法:去取原状土或者扰动土,在不同转速和时间下测量含水量做水分特征曲线即可。
根据离心机实测试验数据,分析不同质地土壤水分特征曲线变化趋势。
相同离心力下,随着黏粒含量增加,最佳离心时间变长。
用离心机法测土壤水分特征曲线意义:土壤水分对植物的有效程度最终决定于土水势的高低,而不是自身的含水量。