土壤水实验设备负压边界调控方法

对于大型蒸渗仪等土壤水分和溶质迁移模拟实验设备,实现其负压边界条件控制,将显著地提升实验的仿真性。该文根据真空气室-陶瓷膜-土壤多相介质条件下负压传递原理,研发了一种负压边界调控装置。在真空气室控制负压分别为–15、–30和–50kPa条件下,对土壤边界层的负压调控效果如土壤负压控制的均匀性和稳定性进行了测试。结果表明:实验土壤条件下,采用真空气室-陶瓷膜-土壤的负压传递形式,能够形成稳定的土壤负压一类边界条件;负压控制效果主要受土壤质地和陶瓷膜传输性质的影响,土壤与真空气室负压差随真空气室内负压增加而表现出先减小,后增加的趋势,土壤边界负压相比真空气室内的控制负压平均降低了20%;土壤边界均匀性主要受到不同位置控制面形成的负压叠加,以及土壤中负压的传输与土壤基质势均衡速率两个因素的影响,负压控制稳定性主要受土壤介质性质的影响;均匀度的控制水平达到0.7,稳定性系统偏差小于6.8%。该文所提出的方法能够有效地实现土壤边界的负压控制。