不同负压设置对微型盘式入渗仪测定结皮入渗性能的影响

【目的】定量描述负压设置对微型盘式入渗仪测定结皮入渗性能的影响。【方法】通过人工模拟降雨,以黄土坡面土壤物理结皮为研究对象,采用微型盘式入渗仪进行入渗试验,设置5个负压梯度(1~5 cm),量化不同负压设置对入渗指标测定的影响,同时以定水头法得到的饱和导水率为标准,分析比较基于Wooding模型与Philip模型两种计算方法的准确度。【结果】定水头法具有可重复性与准确性,得到结构结皮饱和导水率为74.00 cm/d,沉积结皮饱和导水率为12.00 cm/d;采用微型盘式入渗仪测定两类结皮的土壤累积入渗量、稳渗速率、吸渗率、导水率等指标,测定结果随仪器负压设置增大而减小;微型盘式入渗仪法测算土壤饱和导水率时,基于Philip模型的计算方法更为准确,但结果随负压设置影响较大,以定水头法得到的饱和导水率为参照,率定van Genuchten参数α与n,结构结皮分别为0.039与2.72,沉积结皮分别为0.024与2.83。【结论】采用微型盘式入渗仪进行入渗试验时必须考虑不同负压设置对测定结果的影响和仪器给定参数对土壤饱和导水率计算的适用性,以准确描述土壤入渗特性,为土壤侵蚀预报等提供理论依据。

降雨过程中土壤物理结皮入渗情况及当量孔径的变化研究

土壤物理结皮的孔径的大小直接影响土壤水分下渗和气体交换。因此,本研究通过人工模拟降雨,选择塿土为研究对象,采用微型盘式入渗仪进行入渗试验,研究土壤物理结皮在不同降雨强度下的入渗情况以及孔径变化情况。结果表明:(1)在-0.5 cm压力水头下,结构结皮的吸渗率随着降雨历时先减小,在20 min时增大,沉积结皮的吸渗率随着降雨历时的延长一直减小;(2)两类结皮随着降雨过程的进行,大孔隙(孔径>0.5 mm)占比开始减小,中等孔隙(孔径介于0.3~0.5 mm)占比增加,结构结皮在20 min时小孔隙(孔径<0.3 mm)占比有所减小,沉积结皮中等孔隙的占比在10 min后保持不变;(3)两类结皮的平均孔径均随降雨历时的延长而减小。负压水头增大过程中,土壤结皮有效吸渗能力减小,当土壤结皮发育完全后,吸渗率趋于稳定。