大孔隙对土壤比水容重及非饱和导水率影响的实验研究

以南京市栖霞区东阳镇的粉砂壤土为例,用土壤水分特征曲线(van Genuchten模型)拟合包含大孔隙原状土、不包含大孔隙扰动土的实测数据,得到了模型参数,进而得到比水容重和非饱和导水率与土壤含水量之间关系的表达式,在此基础上对比分析了原状土与扰动土水分运动参数之间的异同,并着重分析了土壤大孔隙对其影响。结果表明,受土壤大孔隙的影响,在同一含水量的情况下,扰动土的比水容重比原状土大1～2个数量级,并且随着吸力的增大,二者的差值逐渐减小;扰动土的非饱和导水率小于原状土,最大可相差2～3个数量级。

容重对黏壤土土壤水分特征曲线的影响

土壤的容重影响土壤孔隙比,从而影响土壤的渗透特性,为研究容重对黏壤土土壤水分特征曲线的影响,选用淮河王家坝附近4个不同容重的黏壤土,采用压力膜法测定其土壤水分特征曲线,用变水头法测定饱和导水率,应用RETC软件中的van Genuchten模型进行拟合。结果表明:在相同的吸力时,黏壤土含水率随容重增加而增加;饱和导水率与容重呈负线性相关(R2=0.963 5),黏壤土饱和含水率θs、残余含水率θr和参数a值与容重呈显著负相关;田间持水率和有效含水率也随容重增加而增加;不同容重的黏壤土非饱和导水率随含水率而增加,在含水率小于0.4 cm^3/cm^3以内,非饱和导水率曲线呈平直状,说明非饱和导水率变化不大,此时的非饱和导水率非常小。当含水率大于0.4 cm^3/cm^3时,非饱和导水率曲线呈陡直状,非饱和导水率变化很大,非饱和导水率相同时,含水率随容重的增加而减小。研究成果可为黏壤土入渗及蒸发数值计算提供支持。

岷江上游杂谷脑河流域林树下线土壤持水性及影响因素

在岷江上游杂谷脑河流域特殊的地理环境背景下,土壤水分成了限制林树下线树木生长和分布的关键因子,采用野外定位试验与室内试验相结合的方法,对岷江上游杂谷脑河流域具有代表性的林树下线土壤持水性及物理性质进行了研究,利用Gardner经验方程拟合出其土壤水分特征曲线,研究林树下线土壤持水性及其影响因素。结果表明:(1)典型土壤拟合参数a值大部分在20以上,同一种林地类型,土壤持水能力表现为阴坡>阳坡;同一坡向土壤持水能力为天然林阴坡>人工林;不同土层深度土壤持水能力为表层>下层(人工林阳坡除外)。(2)天然林和人工林的比水容重均表现为:阳坡>阴坡;阴坡和阳坡的比水容重在土层剖面上无明显规律。这说明土壤的供水能力受坡向影响大,植被类型、土层深度影响小。(3)岷江上游山区林地土壤以粉粒最多,黏粒最少,砂粒居中,且阳坡林地砂粒含量低于阴坡,粉粒和黏粒含量高于阴坡;阴坡林地土壤容重随海拔的升高而递增,阳坡林地土壤容重随海拔的升高而呈先增后减的规律,阴坡的土壤容重明显低于阳坡;林地土壤孔隙度结构总体阴坡优于阳坡。(4)林地土壤持水性与黏粒、非毛管孔隙度呈极显著正相关,与容重和毛管孔隙度呈显著正相关,退耕还林工程中,大量种植的经果林和生态林能有效改善土壤的质地。因此,在当地进行植被恢复过程中,首先要考虑的就是土壤水分问题,应当从高海拔交错带逐步向下进行,最终达到岷江上游干旱河谷困难地段的植被恢复可以顺利进行的目的。

斥水剂对湿陷性黄土持水性能的影响

黄土湿陷性是黄土地区建筑物发生破坏和造成水土流失的重要原因,伊犁黄土厚度大、湿陷性强烈,以伊犁黄土风积黄土为研究对象,研究了斥水剂含量对湿陷性黄土持水能力、供水能力、饱和导水率及蒸发性能影响。结果表明:湿陷性黄土中是否添加斥水剂,土壤水吸力和含水率之间均符合Gardner模型关系,其相关系数均达到显著水平(P<0.01),并且随土壤含水率增大土壤水分特征曲线变化越平缓。黄土持水能力随斥水剂含量的增加呈现先减小后增大的变化趋势,斥水剂含量为1%~2.5%时,黄土持水能力随斥水剂含量增加逐渐降低,但当斥水剂含量大于2.5%时,持水能力随斥水剂含量增加而增加;同时土壤供水能力随斥水剂含量、含水率的增加先增大后减小,当斥水剂含量为2.5%、土壤含水率为20%时,黄土供水能力达到最大值;黄土饱和导水率和水分累积蒸发量也表现出相同变化规律,当斥水剂含量为2.5%、含水率为20%时土壤饱和导水率和水分累积蒸发量最小。