溶质类型与矿化度对土壤水分扩散率的影响

以甘肃省秦安县果园石灰性土壤为研究对象,采用水平土柱入渗法,探讨了不同矿化度下(1g/L、3g/L、5g/L、10g/L)的三种钠盐(NaCl、Na2SO4和Na2CO3)对石灰性土壤水分扩散率的影响。结果表明:在水盐复合迁移体系中盐分与水分迁移具有不同步性,影响不同步性的因子与盐分类型有很大关系。NaCl对水分移动速度有促进,但对于水分扩散率有抑制,而Na2SO4和Na2CO3对水分移动速度和水分扩散率均有抑制。盐溶液对土壤基膜特性的影响程度要高于对传输液体特性的影响程度。NaCl和Na2SO4的盐溶液对土壤基膜特性和传输液体特性的影响要比Na2CO3溶液明显。

甘肃南小河流域土壤水分扩散率单一参数模型的建立及应用

非饱和土壤的水力性质是进行土壤中水分与污染物运移模拟的物理参数,其中土壤水分扩散率是定量模拟土壤水分流动和溶质运移的最重要的参数之一。通过对甘肃省南小河沟流域不同地貌、不同土地利用方式的土壤分层取样,采用水平土柱吸渗法测定各地类的非饱和土壤水分扩散率;运用土壤水分扩散率的单对数模型和双对数模型对试验结果进行分析。结果表明:单对数模型参数具有明显的线性相关,可以建立表征描述南小河沟各地类的土壤水分扩散率的单一参数的单对数模型;进一步从全流域及划分地类后得到的模型参数B与A的关系分析表明它们具有较好的线性关系,可对模型进一步简化为单一参数模型。分析单一参数模型B的统计特征表明:参数B随着地貌类型的变化具有一定的变化特征,可作为土壤水分扩散率空间变异的变异系数。因此,可以用参数B作为反映地貌类型的指标,应用于区域土壤水分扩散率的估计中。

沙质农田表层土壤水分扩散率测定及氯化钴试纸的应用研究

非饱和土壤水分扩散率是研究土壤水分运动规律必不可少的基本参数之一。本文应用水平土柱入渗法测定了科尔沁沙地沙质农田表层土壤的非饱和水分扩散率,并对氯化钴试纸在测定水分扩散率中的应用作了初步尝试和研究。主要结论如下:沙质农田表层土壤湿润锋迁移速率随着入渗距离的增大而减小,呈幂函数关系;波尔兹曼参数与土壤含水量呈直线关系;土壤水分扩散率与土壤含水量之间的关系,符合经验公式并呈指数函数变化。在应用水平土柱法测定非饱和土壤水分扩散率的过程中,氯化钴试纸法可以用于测定湿润锋的位置,特别是在高土壤含水量时,相比目视法而言更能显示其优势,在一定程度上可以提高测定结果的可靠性。

土壤盐分对土壤水分扩散率的影响

土壤水分扩散率是土壤水盐运动的重要参数之一。利用水平土柱吸渗法对不同含盐量土壤的水分扩散率与含水量之间的关系进行了测定,并建立了土壤水分扩散率、土壤含水量与Boltzmann参数间的定量关系。结果表明,不同含盐量土壤之间的水分扩散率存在明显差异,表现在相同土壤含水量情况下,土壤水分扩散率随土壤含盐量的增大而增大;土壤水分扩散率随土壤含水量增大而单调增大,且当含水量接近饱和时,土壤水分扩散率接近无穷,通过建立含水量与土壤水分扩散率的经验函数关系能较好地反映了土壤含水率与土壤水分扩散率间的关系。

水质对土壤水分扩散率的影响

本文实验研究了水质对土壤水分扩散率的影响。实验结果表明,土壤水分扩散率随钠吸附比(SAR)的增大而减小,随着电导率(EC)的增大而增大;SAR对土壤水分扩散率的影响随着EC的增大而减小,EC≥5时,SAR对土壤水分扩散率的影响很小;EC对土壤水分扩散率的影响随着SAR的增大而增大;SAR≤5时,EC对土壤水分扩散率的影响很小。含水量大于0.3时,含水量的减小使得水质对土壤水分扩散率的影响变弱。指数模型可以很好的拟合土壤水分扩散率与含水量的关系;文中数据拟合的相关系数(R2)均大于0.93,并且R2有随着水质的变差而变小的趋势;拟合方程的截距反应了土壤水分扩散率对水质变化的敏感性,截距随SAR的增大而减小,随EC的增大而增大。

应用三次样条函数计算土壤水分扩散率

采用三次样条函数计算土壤含水量分布,用土壤含水量分布计算土壤水分扩散率,并将其与Bruce 和Klute方法的结果进行比较,结果表明:除了土壤含水量在接近饱和时计算结果偏差较大外,采用三次样条函数得出的土壤水分扩散率与经典的Bruce和Klute方法结果接近。因此,三次样条函数法是计算土壤水分扩散率的一种简便可行的方法。

承德围场地区土壤水分扩散率的研究

通过试验研究了承德围场地区的土壤水分扩散率，结果表明：土壤剖面的水分扩散率在1．0×10^-2～1.6×10cm^2／min变化，尤以第2层即耕作层土壤水分扩散率最大。第3层最小。扩散率与含水量符合经验公式D（θ）=αe^bθ呈指数函数变化，经统计分析均达到显著水平；土壤容重、孔隙大小、孔隙类型及土壤颗粒组成中粘粒含量对土壤水分扩散率都有一定的影响。

生物炭对不同质地土壤水分扩散率的影响及机理分析

为了揭示生物炭对不同质地土壤水分扩散率的影响机理,通过室内水平土柱试验,建立了两种质地土壤含水量与Boltzmann参数、水分扩散率间的定量关系。结果表明:粉砂壤土扩散率在0.15 g g-1处理时最大,在0.05、0.1 g g-1处理时较对照减小;砂土扩散率随生物炭含量增大而减小。添加生物炭后,粉砂壤土容重的减小对扩散率无相关性影响,而土壤孔隙度的改变是影响粉砂壤土扩散率的主要因素;随着生物炭含量增大砂土容重减小、孔隙度增大,容重和孔隙度都是影响砂土扩散率的主要因素。试验充分说明生物炭的应用改善了砂土的持水性能,提高砂土的水分有效性;对于粉砂壤土,添加量为0.15 g g-1时能够增加土壤持水性,在0.05、0.1 g g-1时抑制水分的入渗。因此,田间实际应用中生物炭对土壤水分入渗及持水性能的影响取决于生物炭种类、施用量及土壤质地,实验结果为不同质地土壤生物炭应用提供理论依据。

封丘地区土壤水分扩散率的研究

本文研究了河南封丘地区代表性土壤的水分扩散率,结果表明:封丘地区3个土壤亚类的水分扩散率变化于1. 0×10-3 ~1. 5×10cm2 min-1之间;土壤水分扩散率存在着空间上的变异性,随土壤剖面深度增加而呈现出表土层高、中间土层低、底土层又升高的趋势;各土层土壤水分扩散率与土壤含水量呈指数函数变化关系,经统计分析均达到极显著水平;土壤容重、孔隙度及孔隙类型、土壤有机质含量和土壤粘粒含量均对土壤水分扩散率有不同程度的影响,而土壤全盐含量对其影响不大。

科尔沁沙地不同生境土壤水分扩散率

利用水平土柱吸渗法对科尔沁沙地的沙质草地、固定沙丘和流动沙丘等3种生境0~100 cm土层土壤水分扩散率（D（θ））与土壤水分（θ）之间的关系进行了测定，研究了不同生境D（θ）及Boltzmann参数（λ）与θ的定量关系，并分析了D（θ）随生境及土壤剖面的变化规律。结果表明：（1）3种生境0~100 cm土层的土壤湿润峰迁移速率差异显著（P〈0.05），且以沙质草地的最小，其次为固定沙丘，而流动沙丘的最大，平均值分别为0.38、0.97和1.60 cm·min-1；3种生境土壤湿润峰迁移速率随入渗距离均呈对数形式递减；（2）沙质草地、固定沙丘和流动沙丘0~100 cm土层的Boltzmann参数λ平均值分别为4.22、6.58和8.59 cm·min-1/2，且λ随θ的增加而减小；（3）沙质草地、固定沙丘和流动沙丘的D（θ）依次增大，0~100 cm的平均值分别为1.21、4.51和12.75 cm2·min-1；3种生境D（θ）随θ的变化规律都可以用经验公式D（θ）=aebθ拟合；D（θ）随土壤剖面的变化规律因生境不0同而有较大差异，说明科尔沁沙地不同生境及同一生境不同土层的土壤水分扩散率差异较大，且具有较高的空间异质性；（4）土壤有机质含量和粘粉粒含量对D（θ）的影响较大，且D（θ）随这2个因素的增加而减小。此外，生境类型及植物根系对D（θ）也有较大影响。

科尔沁沙地土壤水分扩散率比较研究

利用水平土柱入渗法对科尔沁沙地的草地、固定沙丘和流动沙丘0~20 cm土层的土壤水分扩散率(D(θ))与土壤体积含水量(θ)之间的关系进行了测定,并建立了D(θ)和波尔兹曼参数(λ)与θ的定量关系。结果表明:(1)不同类型沙地0~20 cm土壤湿润峰迁移速率以草地的最小,其次为固定沙丘,而流动沙丘的最大,平均值分别为0.38、0.70和1.45 cm min-1;而且三类沙地土壤湿润峰迁移速率随入渗距离呈对数形式递减;(2)随着土壤体积含水量θ的增加,波尔兹曼参数λ逐渐减小,而且当θ达到某一临界值之后,λ急剧减少;(3)三类沙地D(θ)以草地和固定沙丘的较低,平均值分别为1.44和1.43 cm2min-1,而流动沙丘的较高,平均值为2.88 cm2min-1;土壤水分扩散率与土壤体积含水量的关系符合经验公式D(θ)=aebθ;(4)对科尔沁沙地土壤水分扩散率影响较大的土壤理化性质主要是有机质含量和粘粉粒含量。

土壤水分扩散率单一参数模型空间变异及尺度效应的多重分形

在试验的基础上,建立了杨凌及其周边地区0~20 cm土层和20~40 cm土层非饱和土壤水分扩散率的单一参数模型,并运用统计学原理和多重分形方法对不同土层单一参数模型中参数S的空间变异规律和尺度效应进行了分析。结果表明：0~20 cm土层和20~40 cm土层参数S都属于中等变异程度;0~20 cm土层和20~40 cm土层参数S的空间分布格局的多重分形特征都比较明显,但0~20 cm土层参数S在空间上的变化更加复杂;0~20 cm土层和20~40 cm土层参数S的多重分形谱的宽度分别为0.2667和0.2158,都呈现不同程度的左偏,说明不同土层参数S的空间变异性比较强,且都主要是由高值分布引起的。多重分形分析能够揭示出研究区域内不同土层参数S分布的较多局部信息。

大安灌区盐碱土土壤水分扩散特征研究

土壤水分扩散率是研究盐碱地土壤水盐运移的重要参数之一。运用水平土柱入渗法对大安灌区典型盐碱土剖面进行了土壤水分扩散试验,结果表明:剖面各层土样湿润锋迁移速率不同,但具有相同的变化规律;湿润锋迁移速率与时间成显著地负相关关系,经拟合分析二者呈幂函数变化;体积含水率相同时,不同厚度土样的土壤水分扩散率不同,但并没有按照由上向下逐渐递减的规律变化,其中,40～60cm土层土壤水分扩散率最快,其次为0～20cm土层、20～40cm土层、80～100cm土层,最慢的为60～80cm土层;土壤水分扩散率随体积含水率的增加呈指数函数增长变化,经相关分析达到显著水平,且拟合优度均在0.82以上;土壤容重和土壤含盐量均对土壤水分扩散率有影响。

生物炭对黑土区土壤水分扩散与溶质弥散持续效应研究

为探究施用生物炭对黑土区坡耕地土壤水分扩散和溶质弥散的持续效应,于2016-2019年在1.5°、3°、5°的径流小区开展了生物炭持续效应试验,分析了单次施加生物炭对土壤容重、孔隙度、有机质含量、Boltzmann变换参数ξ、非饱和土壤水分扩散率D(θ)、非饱和土壤水动力弥散系数Dsh(θ)的持续作用。结果表明:土壤中单次添加生物炭后的4年内均可显著降低土壤容重、提高土壤孔隙度、增加土壤中有机质含量,且各指标变化率均随坡度增大、施炭年限延长而减小;坡度、年份、是否施用生物炭3个因素中,对土壤容重、孔隙度、有机质含量影响程度最大的均为是否施用生物炭;施用生物炭增大了ξ,且ξ随坡度增加、施炭后年限延长逐年减小。2016-2019年D(θ)与Dsh(θ)均随土壤含水率的增加而迅速增加。当土壤含水率小于等于0.42 cm^3/cm^3时,生物炭抑制土壤水分扩散;当土壤含水率大于0.42 cm^3/cm^3时,生物炭促进土壤水分扩散。当土壤含水率小于等于0.36 cm^3/cm^3时,生物炭抑制土壤中Na Cl溶液的弥散;当土壤含水率大于0.36 cm^3/cm^3时,生物炭可以促进土壤中NaCl溶液的弥散。试验区θ处于0.20~0.35 cm^3/cm^3,故施用生物炭对水分扩散、Na Cl溶液弥散均具有抑制效果,且生物炭对水分扩散和溶液弥散抑制效果均随坡度增加、施炭后年限延长而减弱。

塔克拉玛干沙漠土壤水分运动参数的计算

利用田间实测的一套土壤含水率对应基质势数据 ,根据VanGenuchten提出的水分特征曲线公式 ,用最小二乘法拟合了塔克拉玛干沙漠中部土壤的水分特征曲线方程。根据水分特征曲方程中的参数 ,采用Mualem提出的非饱和土壤导水率公式 ,推算了当地非饱和土壤导水率公式。并根据上述计算结果 ,推算了非饱和土壤扩散率和比水容量两个参数的计算公式。

渭北旱塬农林复合生态系统土壤水扩散率研究

扩散率是研究土壤水分运动必须的参数之一，其测定方法很多，该文采用非稳定流水平土柱法，对试验区扰动土壤的水分扩散率进行了测定，并将试验结果拟合为经验公式，应用于非饱和土壤水运动状态下预报水平入渗的土壤水分分布。

新疆阿瓦提丰收灌区砂壤土非饱和土壤水分运动参数的测定与计算

采用负压计法和双环入渗法在田间分别测定了阿瓦提丰收灌区砂壤土土壤含水率及其对应的土壤水吸力和土壤饱和导水率,采用Sigmaplot软件拟合了Van Genuchten水分特征曲线公式。根据Mualem提出的非饱和土壤导水率公式,建立了该灌区砂壤土非饱和土壤导水率的计算公式,并间接推导了非饱和土壤扩散率和比水容量两个参数的计算公式。

灌溉方式对土壤水分运动参数的影响

通过实测和拟合的方法研究了不同灌溉方式对土壤饱和导水率及非饱和土壤水分运动参数的影响。结果表明:膜下滴灌明显改善了土壤导水性能,0-10 cm各土层土壤饱和导水率明显高于地面漫灌,并且两种灌溉方式下土壤饱和导水率都高于裸盐地;不同灌溉方式下,相同含水率所对应的非饱和导水率及非饱和扩散率均不同,0-100 cm各土层都表现为膜下滴灌>地面漫灌>裸盐地。膜下滴灌对土壤水分运动参数的影响,并不是由土壤质地、容重、温度、盐分等因素作用而引起,可能是由于膜下滴灌改变了土壤的团粒结构或土壤中盐分的离子组成而造成的。

溶质种类和浓度对棕壤土水分扩散率的影响

通过水平土柱入渗法,采用KCl、KH2PO4、(NH4)2SO43种不同溶质,配制成浓度分别为5‰、10‰、20‰、35‰、50‰的入渗溶液,对溶质种类和溶液浓度对棕壤土水分扩散率的影响进行了研究。结果表明,同一溶质,体积含水率θ<30%时,土壤水分扩散率随浓度降低而增大。入渗溶液浓度相同时,入渗溶液为KCl的土柱的土壤水分扩散率始终大于入渗溶液为KH2PO4的。对扩散率与含水率之间的关系采用多种曲线拟合的结果表明,指数函数拟合效果最佳。

不同粒径沙壤土水分扩散率测定

在室内用非稳定流水平土柱法对新疆生产建设兵团石河子121团灌区膜下滴灌棉田不同粒径沙壤土水分扩散率进行了实验研究。结果表明:当土壤体积含水率处于0.25~0.30cm^3/cm^3时,Boltzmann变换参数随土壤体积含水率的增大而缓慢降低;当土壤体积含水率低于0.25cm^3/cm^3时,Boltzmann变换参数随土壤体积含水率的增大而迅速降低。当土壤体积含水率接近饱和时,Boltzmann变换参数为零;当土壤体积含水率接近初始含水率时,Boltzmann变换参数趋于无穷大。土壤体积含水率与土壤水分扩散率呈单调递增关系。不同粒径沙壤土的水分扩散率为:0.5~1.0mm>1.0~2.0mm>小于0.5mm。对于同一容重,相同水平距离情况下粒径不同时沙壤土的累计入渗时间和总入渗水量也不同。不同粒径沙壤土累计入渗时间和总入渗水量从大到小排序是:小于0.5mm>0.5~1.0mm>1.0~2.0mm。