基于低频探地雷达的土壤累积入渗量的探测方法研究

农田尺度上土壤累积入渗量的准确获取是目前土壤入渗研究中的难题。通过土工模拟和灌水实验,探讨利用低频探地雷达(GPR)技术探测土壤累积入渗量的方法。在分析灌水前后GPR剖面特征的基础上,分别构建和对比了基于波速法和振幅法的土壤累积入渗量计算模型。结果表明,基于振幅的探测模型在精度和稳定性方面均优于波速法,反射波振幅模型精度高于地面波模型,利用反射波波谷1构建的累积入渗量的GPR探测模型的决定系数达到0.96。因此,使用低频探地雷达可以实现对土壤累积入渗量的准确探测。研究结果为农田尺度上土壤累积入渗量的探测方法提供了一种新思路,同时,也为GPR在土壤学领域中的进一步应用提供了科学依据。

布哈河流域土壤冻结对入渗影响研究

为了研究在不同负温及不同初始含水量条件下的均质土壤对土壤入渗特性的影响,本研究进行了室内模拟垂向一维均质冻结土壤积水入渗试验。结果表明:(1)在垂直入渗条件下,当土壤初始含水量相同时,累积入渗量随土壤初始负温升高而增加,土壤初始负温越高,累积入渗量越大;土壤初始负温相同时,累积入渗量随初始含水量的增大而降低;(2)在冻结条件下,土壤入渗率随入渗时间的增大呈先增加后降低的过程。入渗期间,随着土壤初始温度降低,土壤剖面含水量增加的趋势减弱,土壤剖面体积含水量的变化与土壤剖面体积含冰量的变化趋势相反,当体积含冰量随深度增加时,土壤的体积含水量会相对降低。(3)当土壤初始温度相同时,试验结束时刻累积入渗量越大的试验处理,土壤温度越高。本试验结果可以为构建冻融条件下土壤入渗产流模型提供基础理论支撑。