土壤大孔隙结构对饱和导水率的影响

  目的   探究土壤不同孔径大孔隙结构特征及数量对土壤饱和导水率的影响,为研究区域土壤水分—溶质迁移规律、水土流失治理与土壤污染防治提供理论参考。   方法   以京郊密云水库五座山林场水源涵养林为研究点,基于工业CT扫描技术,对土柱中土壤大孔隙三维空间结构重建后,探究不同孔径大孔隙结构特征参数密度及数量密度对土壤饱和导水率的影响。   结果   （1）除当量孔径大于4.30 mm以外的大孔隙,当量孔径越大,其数量密度越小,结构特征参数密度越小;（2）6个样地3个土层内当量孔径为0.31 ~ 2.30 mm的大孔隙占所有孔隙的比例均高于95%;（3）样地1、2、5和6中饱和导水率最大的均在0 ~ 10 cm土层,且除样地6外,均随深度增大而减小,样地4的饱和导水率随深度增大而增大;（4）除当量孔径大于4.30 mm的大孔隙体积密度外,5个径级所有其他的大孔隙特征值密度均与饱和导水率呈显著正相关。   结论   （1）在0 ~ 30 cm土层内,大部分样地的饱和导水率随土层深度增加而减小,但也会出现随深度增加而增大的情况;（2）林地土壤的大孔隙当量孔径主要集中在0.31 ~ 2.30 mm,其占有率高达95%;（3）当量孔径越小的大孔隙,除大孔隙体积和表面积外的大孔隙结构特征参数密度越大;（4）除当量孔径 > 4.30 mm的大孔隙体积密度以外的大孔隙特征参数与饱和导水率均呈显著正相关,大孔隙数量对饱和导水率的影响要显著大于大孔隙结构参数。      

桂东南花岗岩丘陵区不同土地利用方式土壤大孔隙特征

根据水分穿透曲线和Poiseuille方程,定量研究桂东南花岗岩区6种(次生林、柑橘园、玉米地、杉木林、撂荒地和桉树林)不同土地利用方式土壤大孔隙半径范围、数量及分布情况,分析不同土地利用方式对土壤大孔隙特征的影响。结果表明:(1)不同土地利用方式土壤水分穿透速率存在差异,土壤水分出流速率短时间内可达到稳定状态,柑橘园不同土层之间稳定出流速率变化较大;(2)不同土地利用方式的土壤大孔隙半径为0.4~2.4 mm,主要集中分布在0.4~1.2 mm,均值为0.85 mm,<1.2 mm的小半径孔隙数量较多;(3)随着土层深度的增加和孔隙半径的减小,土壤大孔隙数量总体表现为随土层深度的增加而逐渐减少,大半径孔隙较少,小半径孔隙较多;(4)不同土地利用方式的土壤大孔隙仅占土壤体积的0.36%~6.38%,但其土壤大孔隙平均体积与稳定出流速率、土壤大孔隙平均半径与饱和导水率均呈极显著相关关系,分别决定了稳定出流速率79.92%和饱和导水率36.45%的变异。     

内蒙古地区不同撂荒年限草地与沙棘地的入渗能力比较

[目的]研究内蒙古地区不同植被覆盖对土壤入渗能力的影响,为该区的生态恢复和植被配置提供理论依据。[方法]以该区3种不同年限撂荒草地(13,25,30 a)与13 a沙棘地为研究对象,采用圆盘入渗仪法并结合土壤水分特征曲线比较各样地土壤导水率,土壤大孔隙度及大孔隙连通性的差异。[结果](1)土壤入渗能力与撂荒年限正相关,随着撂荒年限的增加而变强,土壤稳定入渗速率表现为30 a撂荒草地>25 a撂荒草地>13 a撂荒草地>13 a沙棘地,分别为1.38,1.29,1.24,1.11 mm/min。相同年限的撂荒草地入渗速率较沙棘地更大。(2)大孔隙度及大孔隙连通性均依次为：30 a撂荒草地>25 a撂荒草地>13 a撂荒草地>13 a沙棘,占土壤体积0.000 4%～0.003 4%的土壤大孔隙对土壤饱和入渗速率的贡献高达44.35%～86.92%。(3)>0.25 mm水稳性团聚体含量是影响土壤入渗速率的主要因素。[结论]撂荒可以改善草地的入渗能力,并且随年限的延长而增强,相同年限下撂荒草地的入渗性能大于种植沙棘地,其主要影响因素为土壤大孔隙数目...     

土壤大孔隙饱和导水率的数值模拟及实验研究

原状土壤饱和导水率的确定将直接影响水及溶质在原状土壤中运动的模拟,进而影响到水文模型及溶质运移模型的模拟精度。为此,将原状土壤分为基质域和大孔隙域,以南京市栖霞区的土壤为例,通过CT扫描结合经验公式法、室内原状土柱实验法分别得到了原状土壤大孔隙的饱和导水率,并对其结果进行了详细的对比分析。结果表明:两种测定大孔隙饱和导水率的方法得到结果的相对偏差在10%以内。     

柑橘地土壤大孔隙与优先流的关系研究

以重庆市江津区10和20a林龄的柑橘地为研究对象,应用优先流染色法和室内图像提取技术,土壤水分穿透曲线及Poiseulle方程综合分析土壤大孔隙与优先流的关系。结果表明,大孔隙使染色区的水分渗透速率较非染色区提高了1.48倍以上。柑橘地大孔隙孔径范围在0.3～1.7mm,半径大于0.7mm的土壤大孔隙是形成优先流路径的主要孔径范围。     

大孔隙对土壤水分特征曲线的影响

土壤大孔隙是普遍存在的现象 ,并非例外 ,它对水及溶质在土壤中的运移有着深刻影响。分别从原状土区和回填土区随机取若干土样 ,采用离心机法测得了原状土和回填土的水分特征曲线 ,比较原状土和回填土土壤水分特征曲线的参数 ,分析了土壤中大孔隙的存在对土壤水分曲线中各参数的影响。指出在进行土壤中水及溶质运移研究中 ,必须考虑大孔隙的影响。     

水及溶质在大孔隙土壤中运移的实验研究进展

详细介绍了有关水及溶质在有大孔隙的土壤中运移确定土壤大孔隙大小分布的实验及含有大孔隙土壤的水流实验。指出今后应进行大量的室内外实验和改进观测方法来获得大量的数据资料 ,从定性和定量二方面来研究大孔隙流。最后介绍了分形几何在土壤大孔隙流研究中所取得的成果 ,指出应用分形几何确定土壤大孔隙流性质是一种省时、省力和代表性的好的方法     

染色法测定、计算机解译农田土壤中大孔隙数量的研究

利用染色和计算机解译的方法来确定太湖地区3种主要水稻土（白土、黄泥土和乌栅土）的优势流路径和大孔隙的分布状况。将土壤染色后，所拍摄的剖面染色图片经过Photoshop 8．0和ArcGIS8．0处理，将所染的蓝色由深到浅平均分成10个等级，以此分析土壤剖面中大、小孔隙的比例。分析结果表明：（1）3种土壤剖面的优势流深度相差不大，均在80cm左右。但因为乌栅土的地下水位较高（最高可达70cm）。所以优势流对鸟栅土的地下水影响最大。（2）土壤剖面中不同深处的染色百分比与该处土壤容重有显著的相关性。土壤容重越大，染色百分比就越小。（3）不同土壤剖面大孔隙的数量和孔隙体积相差很大。在白土和黄泥土的所有土壤层次上以及乌栅土的剖面上第三至第四层，蓝色最深的两个等级之和的百分比即是剖面上该层〉1mm的大孔隙含量。另外在乌栅土剖面上的第一至第二层〉1mm的大孔隙含量数值与经染色后产生蓝色最深的3个等级百分数之和相当。     

基于医学CT和工业CT扫描研究土壤大孔隙结构特征的区别

为探究医学CT与工业CT在土壤大孔隙特征扫描研究应用的区别,选取青海地区金露梅灌丛原状土壤样品,分别采用医学和工业2种CT对其进行扫描,通过对扫描图像的分析和处理,对比分析2种CT扫描的断层图像质量、土壤大孔隙三维图像以及孔隙度特征3个方面特征,分析2种CT研究土壤大孔隙特征的差异。研究结果表明:(1)从扫描土壤横断面图像质量来看,工业CT的图像质量要明显高于医学CT图像;(2)2种CT图像经处理堆栈出的三维图像在形态上相似,但是工业CT解析出的三维图能更好地体现出不同深度的土壤孔隙分布;(3)2种CT图像经处理得到的孔隙度,随着土壤深度的变化,其特征在整体趋势上大致相同,但工业CT能更准确地反映较深层次土壤的孔隙度。因此可以根据不同的需求选择适宜的CT。