土壤容重对海涂垦区粉砂土水分垂直入渗特征的影响研究

为探明土壤容重变异对海涂围垦区粉砂土水分入渗性能及变化过程的影响,该文通过室内土柱一维垂直入渗试验,比较分析了围垦区粉砂土和南京菜地黄棕壤不同容重下土壤水分入渗率、累积入渗量及湿润锋等的动态变化。结果表明容重对2种试验土壤入渗过程有较大影响,表征土壤入渗能力的稳定入渗速率、累积入渗量和湿润锋深度均随容重增大递减,呈显著负相关关系。模拟2种土壤入渗过程的考斯加科夫模型中,表征初始入渗速率的参数K值随容重增大递减,而表征入渗能力衰减速度的参数α随容重增大未表现出显著差异。简略的Philip入渗方程的幂级数解可以很好地拟合2种土壤湿润锋深度随时间变化过程,拟合的参数λ和x变化规律表明随着容重的增大,基质势梯度、重力作用都呈逐渐减弱的趋势。采用一维代数模型可以较好的模拟粉砂土入渗剖面含水率分布规律,土壤容重越高,模型的理论值越准确。     

土壤容重对盐碱土膜孔沟灌水盐运移分布的影响

进行室内盐碱土膜孔沟灌与沟灌水分入渗试验,总结土壤容重对盐碱土膜孔沟灌水盐运移分布的影响及灌水方法对土壤水盐运移分布的影响。结果发现,相同入渗时间下,土壤容重越大,盐碱土膜孔沟灌累积入渗量越小,且累积入渗量与入渗时间符合幂函数关系;相同入渗时间下,水平、垂直湿润锋运移距离均随土壤容重的增大而减小,与时间之间表现出良好的幂函数关系;随着距灌水沟沟底膜孔中心距离的增加,土壤含水量减小,土壤含盐量增加;灌水时间一定时,土壤容重越大,盐分淋洗区越小;相同灌水量条件下,膜孔沟灌入渗时间比沟灌长,湿润锋运移距离大,湿润区内相同位置处,膜孔沟灌含盐量小于沟灌,试验结束时,膜孔沟灌的脱盐效果比沟灌好。     

容重对红壤土水平一维入渗水分运移特性的影响

[目的]研究水平一维入渗条件下,容重对红壤土水分入渗的影响。[方法]以不同容重的红壤土为研究对象,进行了室内水平入渗试验。[结果]相同时间内容重越大,水分运移的速度越慢,湿润锋运移距离越小,累积入渗量越小;在湿润锋之上,相同容重的土壤含水量差别不大,在相同的入渗距离,土壤容重越大,含水量越小。[结论]建立了红壤土一维水平入渗条件下容重与湿润锋关系模型,改进了一维水平入渗条件下的Philip模型。     

含粉煤灰层土壤水分入渗规律研究

采用室内一维定水头垂直入渗试验,对含粉煤灰层土柱在不同容重(1.2,1.3,1.4 g/cm3)条件下,按粉煤灰层在土柱中厚度(4,8,12 cm)和位置(上层、中层、下层)不同,以均质土作为对照,进行水分入渗规律研究。结果表明,从粉煤灰层的厚度看,当粉煤灰位于土柱上层时,较对照而言相同入渗时间内,厚度为4 cm累积入渗量最大,厚度为8 cm时次之,厚度为12 cm时最小;当粉煤灰位于土柱中层时,各个厚度的累积入渗量排序为4 cm>8 cm>12 cm;当粉煤灰位于土柱下层时,厚度对累积入渗量的影响不显著;从粉煤灰层位置看,累积入渗量排序为:上层>下层>中层;从粉煤灰层容重看,累积入渗量随容重增加而减小;通过IBM SPSS Statistics 22.0软件分析,粉煤灰层厚度对土壤水分入渗历时的影响表现为不显著,而粉煤灰层位置和容重对其入渗历时的影响则为极显著。将通用公式、Horton模型及Kostiakov模型三者相比,对含粉煤灰层土柱来说,通用公式均可更好地拟合其入渗速率变化过程。     

川中丘陵紫色土区土壤水分入渗性能研究

选取四川省盐亭县陈家湾小流域为研究对象,使用环刀法对紫色土土壤水分入渗规律、不同土地利用方式下土壤入渗性能进行了研究,分析了容重、坡度、坡向对土壤入渗性能的影响。结果表明:紫色土土壤水分入渗速率随着时间增加呈下降趋势,25~30 min达到稳定入渗阶段,土壤水分入渗过程可用Horton公式较好描述。随着坡度的增加,土壤入渗速率增加,不同坡向土壤水分稳定入渗速率表现为半阴坡>半阳坡>阳坡。土壤容重与土壤入渗速率呈负相关关系,随着土壤容重的增加,土壤入渗速率减小。不同土地利用方式下,耕地的土壤稳渗速率大于林地。     

白龙江上游不同演替阶段森林土壤入渗和持水特征

土壤入渗和持水性能对森林生态水文有着重要影响。为了解白龙江上游不同演替阶段森林土壤入渗特征和持水性能,在室内采用双环刀法对该地区土壤进行研究,测量土壤容重、孔隙度、持水量、渗透速率、根系含量等指标。结果表明:1)不同演替阶段森林土壤的容重、持水量、孔隙度的变化比较明显,并随着土层深度的增加土壤容重与持水量、孔隙度呈反比关系;2)土壤入渗速率在不同土层上各有差异,但总体有初渗速率＞平均渗透速率＞稳定入渗速率的趋势。在0~10 cm土层灌丛的渗透性能好,10~40 cm红桦林渗透性能优于其他林分;3)Kostiakov模型对不同植被类型不同土层的土壤入渗拟合的精度相对较高,尤其是对灌丛的拟合,是描述本研究区灌丛地土壤入渗特征最好的模型;4)植物粗根与土壤入渗呈负相关关系,与毛管持水量呈正相关关系,细根和中根与土壤入渗呈正相关关系,中根与毛管持水量呈负相关关系。     

植物修复模式对离子型稀土堆浸尾矿土壤入渗特性的影响

为了明确植物修复模式对离子型稀土堆浸尾矿土壤入渗特征的影响，以未治理的堆浸尾矿为对照（CK），设置堆浸尾矿种植皇竹草（T1）和堆浸尾矿种植脐橙（T2）2种植物修复模式，利用圆盘入渗仪观测各处理的土壤入渗特性，并分析其影响因素。结果表明：（1）不同处理下土壤有机质含量、容重、土壤含水量、砂粒和黏粒含量差异显著（P <0.05）,2种植物修复堆浸尾矿的土壤有机质含量、黏粒含量显著高于未治理堆浸尾矿（P <0.05），而砂粒含量显著低于未治理堆浸尾矿（P <0.05）;(2)与未治理堆浸尾矿相比，植物修复模式使土壤初始入渗率、稳定入渗率和累积入渗量下降82.0%～93.5%，稳定入渗时间约减少15 min;(3)初始入渗速率、稳定入渗速率与砂粒含量呈极显著指数正相关关系（P <0.01），稳定入渗时间与有机质含量和黏粒含量呈极显著幂函数负相关（P<0.01）。综上所述，赣南离子型稀土堆浸尾矿保水能力极差，采用植物修复模式可有效恢复土壤涵养水分的功能。     

黑龙江省黑土、草甸土耕地土壤与荒地土壤水分入渗试验研究

采用双环法对黑龙江省的黑土和草甸土两种土壤,分耕地和荒地两种利用类型进行试验研究。相关分析结果显示,土壤稳定入渗速率与非毛管孔隙度、土壤容重都表现出极显著的相关性,与初始含水量表现出显著相关性。稳定入渗速率与土壤容重呈负相关,与非毛管孔隙度和土壤初始含水量呈正相关。选择初始入渗速率、稳定入渗速率、达到稳定入渗所用时间和至稳渗的入渗量四项指标进行灰色关联评价。结果表明,两种土壤在0~20 cm层荒地的入渗性能明显优于耕地,而在20～40 cm层黑土耕地的相对入渗性能有所好转,但总体上看,荒地仍然优于耕地。40~60 cm层耕地和荒地间并无明显差异。由此可见长年耕作对耕层土壤的水分参数造成了不良影响。     

表层掺黏土对砂壤土水分入渗的影响

[目的]针对我国北方砂壤土水分利用效率低的特点,通过室内模拟试验研究了砂壤土表层添加不同黏粒量对砂壤土湿润锋进程、累计入渗量、土壤剖面含水率的影响,分析了土壤中黏粒添加量对砂壤土水分运动影响和机制,旨在为砂壤土工程改良提供理论依据和实践指导.[方法]通过室内土柱模拟试验,设置常规对照（CK）以及2％、5％、10％和20％4个掺黏量,定水头条件下研究不同掺黏量对砂壤土水分入渗特征的影响.[结果]砂壤土表层掺黏后,显著减小了湿润锋进程.随着土壤表层掺黏量的增加,湿润锋下移速率、入渗速率逐渐减慢,累计入渗量减少.湿润锋、累计入渗量与时间之间符合幂函数关系.[结论]在入渗过程中,土壤表层掺黏能显著增加土壤对外界水分的蓄积量,提高土壤的储水量.     

内蒙古砒砂岩土壤水平入渗特性及适用模型研究

本文以内蒙古准格尔旗典型的砒砂岩土壤为研究对象,研究容重及初始含水率变化对砒砂岩土壤水平入渗特性的影响及适用模型。采用室内模拟土柱法,对3组砒砂岩土壤RS(紫红色)、HS(粉红色)和WS(灰白色)分别进行水平土柱积水入渗试验,研究容重为1.30 g/cm~3、1.35 g/cm~3、1.40 g/cm~3、1.45 g/cm~3、1.50 g/cm~3和初始含水率为7%、11%和15%不同梯度对水平入渗规律的影响。结果表明,砒砂岩土壤水平入渗入渗率、湿润锋运移速率与时间呈幂函数递减关系;入渗率、累计入渗量与初始含水率成反比关系,但湿润锋运移速率随初始含水率增加而增大;砒砂岩土壤容重越大,入渗率、累计入渗量越低,湿润锋运移越慢。初始含水率及容重的大小影响砒砂岩土壤水平入渗能力,Philip模型适用于模拟不同容重及初始含水率影响下的水平入渗过程,建立能够直接反映容重与入渗率关系的Philip改进模型,并通过r检验法验证了改进模型具有较高模拟精度。     

点源入流测量条件下水质对盐碱土入渗性能的影响

应用土壤入渗性能自动测量装置,采用无压点源入流测量方法,在4种不同水质条件下(蒸馏水;钠吸附比为5(mmol/L)0.5,电导率分别为2.5、5.0、10.0ds/m),研究灌溉水矿化度对盐碱土壤入渗性能的影响规律。结果表明:1)点源入流方法可以避免雨滴打击以及快速湿润土壤所引起的土壤物理结构破坏,完整地测量出灌溉水质单因素下的土壤入渗率。2)提高灌溉水的矿化度可以增加土壤入渗能力,但随着灌溉水矿化度的增加,土壤入渗能力提高的速率逐渐降低。3)入渗初期,最大湿润深度和累积入渗量均随时间呈幂函数增长,随着入渗趋于稳定二者均随时间近似呈直线关系增长,且最大湿润深度和累积入渗量均随着矿化度的提高而增加。4)连续入渗4h后,3种含盐水的累积入渗量均大于蒸馏水,最多约达蒸馏水的2倍。试验结果对盐碱地水盐管理具有指导意义。     

沼液穴灌土壤水分运移的交汇入渗特征

通过室内试验研究不同沼液浓度(原液与水的体积比为1∶4、1∶6、1∶8、CK)和穴孔直径(3、5、7 cm)对沼液穴灌土壤水分运移交汇入渗特征的影响。结果显示:相同入渗时间内,累积入渗量随沼液浓度的增大而减小;相同沼液浓度条件下,土壤水分累积入渗量随穴孔直径的增大而增大,土壤水分入渗速率随入渗距离的增大而减小;在相同穴孔直径及入渗位置,沼液浓度越大,土壤入渗速率越小;在相同入渗位置,随穴孔直径的增加,土壤入渗速率逐渐增加;Kostiakov入渗模型准确描述了累积入渗量随入渗时间增加而增加的关系,且模型拟合系数R2均大于0.99;沼液浓度相同时,土壤含水率为22%等值线以上的面积随着穴孔直径的增加而增大;土壤含水率为22%等值线以上的面积随沼液浓度的减小而增大。综合分析结果表明,沼液穴灌交汇入渗速率、累积入渗量及土壤含水率分布受沼液浓度、穴孔直径的影响。     

线源入流方法测量土壤入渗性能的田间应用

为分析坡度和土壤环境对土壤入渗性能的影响,采用线源入流测量法对田间土壤的入渗性能进行试验研究。结果表明:土壤含水率、坡度一定时,影响入渗性能的主要因素为土壤容重,容重较小的土壤的稳定入渗率较大;土壤容重和含水率一定时,主要影响因素为坡度,坡度越大(<90°),稳定入渗率越小。理论入渗量与总入渗量之间的最大相对误差为8.39%,表明试验具有较高精度;水流推进面积、土壤入渗性能与时间均具有较好的幂指数相关关系。此测量方法简单易行、省时省水,测量装置成本低,适合于野外田间测量。     

不同石砾条件对土壤水分入渗的影响

运用室内人工模拟的方法,对黔中喀斯特地区几种不同配比的白云岩土石混合样进行了土壤水分入渗的试验。结果表明:(1)石砾含量和砾径的增加均能加速土壤湿润峰下移速率。(2)容重较大(1.3 g/cm3)的土样土壤湿润峰下移速率和渗透系数高于容重较小(1.1 g/cm3)的土样;但当石砾含量为80%时,容重对土壤水分渗透系数的影响差异不显著。(3)在砾径为2~3 mm、3~5mm时,石砾含量与土壤渗透性能呈正相关趋势。但砾径为5~10 mm时,除了80%石砾含量的土样下渗曲线明显较高以外,土壤容重和石砾含量对土壤渗透性影响差异较小。     

上层土壤初始含水率对层状结构土壤中指流水分入渗的影响

为探明影响指流入渗特性的主要因素,通过室内物理模拟试验研究不同上层土壤初始质量含水率对层状结构土壤中指流水分运移的影响.结果表明:湿润锋到达指流层的转折时间与上层土壤初始含水率的相关性较高,且呈对数关系;分别运用分段函数模型和连续函数模型对累积入渗量与时间的关系进行拟合,发现运用分段函数模型拟合的结果虽整体与实测值相关性较高,但是该模型在进行分段拟合时,由于分段点处的不连续性,与实际中层状结构土壤水分入渗不一致,而连续函数模型随着入渗时间的延长,模拟结果越接近实测值,且连续函数模型符合实际中层状结构土壤水分入渗的连续性,因此,连续函数模型适用于长历时的水分入渗过程.     

盐溶液对土壤入渗特性的影响(英文)

[目的]分析盐溶液对土壤入渗特性的影响,为进一步研究供水水质对土壤入渗特性影响及机理提供参考。[方法]以NaCl、CaCl2溶液为主要试验材料,利用室内一维垂直土柱积水入渗试验,研究不同种类、不同浓度的盐溶液对土壤入渗能力的影响。[结果]溶液浓度对水分入渗性能有一定影响,2种溶液入渗率、累积入渗量及湿润锋推进距离的变化表现为50mg/L>100mg/L>10mg/L;溶液浓度相同情况下,不同溶液对水分入渗的影响表现为:NaCl溶液对土壤入渗特性的影响比CaCl2溶液显著,相同时间内,NaCl溶液的累积入渗量和湿润锋推进距离均大于CaCl2溶液;CaCl2溶液相较于NaCl溶液,入渗相同水量所需要的时间长,入渗率较小。入渗率、累积入渗量和湿润锋动态变化符合Philip入渗模型。[结论]该研究仅对室内土柱盐溶液入渗情况进行了分析探讨,涉及浓度较低、范围较小,虽在一定程度上为研究供水水质对土壤入渗特性影响及机理提供了参考,但仍需进行更大空间和更大浓度范围的试验研究和探讨工作。     

膜沟灌溉入渗规律试验初报

膜沟灌溉是与地膜覆盖技术相结合的沟灌,它将带有渗水孔的地膜敷贴在灌水沟内形成膜沟,灌溉时水在沟内的膜上流动,并通过膜孔渗入土壤。针对膜沟灌溉的累积入渗量、湿润深度随入渗历时变化规律进行了研究。研制了膜沟灌溉入渗试验装置,针对2排3列膜孔布置方案进行了膜沟灌溉入渗试验,观测得到了不同入渗历时的累积入渗量和湿润深度。结果表明,累积入渗量与入渗历时之间的关系符合Kostiakov-Lewis模型,湿润深度随入渗历时的变化符合幂函数关系,因此可用该2个模型描述膜沟灌溉的入渗规律。     

盐溶液对土壤入渗特性的影响

[目的]分析盐溶液对土壤入渗特性的影响,为进一步研究供水水质对土壤入渗特性影响及机理提供参考。[方法]以NaCl、CaCl2溶液为主要试验材料,利用室内一维垂直土柱积水入渗试验,研究不同种类、不同浓度的盐溶液对土壤入渗能力的影响。[结果]溶液浓度对水分入渗性能有一定影响,2种溶液入渗率、累积入渗量及湿润锋推进距离的变化表现为50 mg/L>100 mg/L>10 mg/L;溶液浓度相同情况下,不同溶液对水分入渗的影响表现为:NaCl溶液对土壤入渗特性的影响比CaCl2溶液显著,相同时间内,NaCl溶液的累积入渗量和湿润锋推进距离均大于CaCl2溶液;CaCl2溶液相较于NaCl溶液,入渗相同水量所需要的时间长,入渗率较小。入渗率、累积入渗量和湿润锋动态变化符合Philip入渗模型。[结论]该研究仅对室内土柱盐溶液入渗情况进行了分析探讨,涉及浓度较低、范围较小,虽在一定程度上为研究供水水质对土壤入渗特性影响及机理提供了参考,但仍需进行更大空间和更大浓度范围的试验研究和探讨工作。     

塔里木大学绿地土壤水分入渗性能研究

本文采用双环入渗法测定阿拉尔市塔里木大学校园绿地土壤的水分入渗率,并研究土壤容重、土壤含水率、土壤孔隙度对绿地土壤水分入渗的影响。结果表明,土壤入渗率在0~10 min时下降较快;10~70 min时上下波动;到80~90 min时,趋于一个稳定值。由于土壤容重和含水率的影响,使得土壤入渗率较低,最低为0.03 cm/min,呈负相关,与孔隙度呈正相关,最大的入渗率为1.55 cm/min,从而使得土壤的初始入渗率与稳定入渗率差异较大。研究结果为塔里木大学校园绿地的管理提供一定依据。     

参数平均方式对层状夹砂土壤积水入渗数值模拟的影响

为研究非饱和土壤水分运动方程中参数的平均方式对层状土水分运动数值模拟的影响,采用有限差分方法对Richards方程进行离散,并用MATLAB软件编程模拟层状夹砂土柱的薄层积水入渗过程。对差分网格中半节点参数的8种不同平均方式进行了数值模拟稳定性和精度的比较。结果表明:不同平均方式下湿润峰到达某一深度的时间与该处的土壤含水量增速呈负相关关系;间接算术平均和调和平均下的土壤含水率数值振荡较大;几何平均和三点平均2种方式下入渗率、累积入渗量和湿润锋误差相对较小。综合分析,几何平均和三点平均更适合层状夹砂土情况下薄层积水入渗过程的数值模拟。