黄土区坡耕地土壤结皮对入渗的影响

黄土高原地区,坡面土壤水分是生态建设的关键问题。以黄土高原坡耕地人为管理方式为背景,在室内人工模拟降雨条件下采用等高耕作和人工掏挖两种措施,并且设计直线坡作为对照,研究不同耕作措施下土壤结皮的形成特征,同时从降雨-入渗的角度研究两种类型结皮(结构结皮和沉积结皮)对坡面土壤水分入渗的影响。研究结果表明:土壤结皮阻碍坡面土壤水分入渗,结皮坡面产流时间早,且土壤累积入渗量明显低于无结皮坡面;采用Kostiakov模型、Horton模型、蒋定生模型对坡面土壤水分入渗过程进行优化模拟的结果表明蒋定生模型适用于描述本研究坡面土壤水分入渗的特征;耕作措施造成的微地形对土壤结皮的类型有很大影响,在洼地径流携带泥沙堆积形成沉积结皮,地势较高处降雨雨滴直接打击形成结构结皮。研究两种类型结皮发现,沉积结皮相对于结构结皮密度高且孔隙度低,并且两种类型结皮对坡面土壤水分入渗的影响存在差异,沉积结皮平均减渗效应为37.13%,结构结皮平均减渗效应为19.79%,因此,沉积结皮更大程度影响坡面土壤水分入渗。

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。

细颗粒泥沙的絮凝沉降特性

电解质对细颗粒泥沙的絮凝或分散有重要作用 ,而细颗粒泥沙的絮凝沉降特性对土壤表层沉积性结皮的入渗性能有重要影响。在NaCl浓度为 0～ 10mmol/L ,泥沙初始浓度为 5、10、2 0 g/L时 ,本文利用吸管法研究了NaCl对细颗粒泥沙静水絮凝沉降特性的影响。结果表明 :泥沙沉降可分为两个阶段 ,分选沉降段和絮凝沉降段 ;在液面下同一深度 ,泥沙相对浓度随时间呈指数衰减 ;细颗粒泥沙絮凝的临界粒径为 0 .0 2 7mm ;泥沙平均沉速 ω随NaCl浓度以及泥沙初始浓度的增大而增大。在研究浑水入渗时 。