枫丹白露砂土的环境箱蒸发试验

为研究土壤水分的蒸发机理,自主开发了大型环境箱试验装置,并以枫丹白露砂土为研究对象,室内模拟土壤水分的蒸发过程。该试验在控制大气参数和保持土壤底部水位稳定的条件下,对蒸发过程中大气参数(空气温度、相对湿度和流量)和土壤参数(土壤温度、基质吸力和体积含水量)的变化,特别是土壤表面基质吸力的变化进行了研究。同时根据试验结果对蒸发速率及累积蒸发量进行了计算分析。研究结果表明:蒸发主要限制在土壤浅层区域,浅层土壤的体积含水量和温度的变化均较大;空气温度和土壤蒸发过程对土壤温度的变化具有较大的影响;土壤表面空气相对湿度与蒸发过程具有相关性;土壤基质吸力随着蒸发的进行逐渐增大;实际蒸发速率呈现3个阶段。

恒定大气条件下砂土蒸发机制的模型试验研究

采用大尺寸模型试验对法国枫丹白露砂土的蒸发机制进行研究。利用模型箱进行各种大气条件下砂土上覆水层蒸发试验,验证模型箱的工作性能和蒸发速率的计算方法;而后进行恒定大气条件下的大体积砂土(无上覆水层)水分蒸发试验,研究蒸发过程中大气参数和土体参数的变化,并根据试验结果对砂土蒸发机制和实际蒸发速率进行分析。研究结果表明:模型箱工作性能良好,所采用的蒸发速率计算方法合适;土体温度受土体蒸发过程的影响;土–大气交界面存在2个较大的温度梯度;空气的相对湿度随着蒸发的进行逐渐降低;土体蒸发对土体含水量的影响与蒸发时间和土体阻抗有关;土体浅层基质吸力梯度随蒸发的进行逐渐增大。