测量土壤质量含水率的体积置换方法

提出了一种直接测量土壤质量含水率的方法，达到传统干燥称重法同等的效果。该方法将任意待测土样置于已知体积的容器中并将容器注满水，由已经测量得到的湿润土壤的质量、容器中盛满水后土样与水的总质量、假设已知的土壤颗粒密度和水密度，计算得到土壤质量含水率。给出了相应的测量方法、测量过程、土壤含水率计算过程。采用4种土壤，配制成10％、15％、20％、25％、30％的初始土壤体积含水率。用提出的体积置换法测得土壤质量含水率后，再将土样干燥，得到传统干燥法测量的土壤质量含水率。将两种方法测量的结果进行比较，说明所提方法的可行性。结果表明提出的方法较传统干燥8h后称质量法测量的含水率高2．4％-2．7％。而传统方法延长干燥时间后，测量得到的含水率约增加1％～3％。表明所提方法测量过程优于传统方法。

基于FDR技术的土体质量含水率和干密度快速检测方法

为解决现有烘干法和环刀法测定土体质量含水率和干密度存在的周期长、扰动大的问题,提出一种基于频域反射(FDR)技术的快速无损检测方法。基于介电常数、电导率与质量含水率和干密度的关系式,利用电导率与介电常数的拟合关系,推导出质量含水率和干密度的求解公式。参数率定试验和模拟土体填筑的模型试验表明,提出的质量含水率与干密度快速测定方法合理可行,具有较高的测试精度。

半干旱矿区作物对土壤质量含水率和土壤圆锥指数的影响

为探究不同作物在不同阶段对土壤质量含水率和土壤圆锥指数的影响,对同一块耕地进行均匀施肥、统一耕作及灌溉后,划分4个区域,分别种植大豆、玉米、蚕豆、绿豆等4种作物。作物收割前22、1 d及收割后33 d,分别对4种农作物种植区土壤的土壤圆锥指数和土壤质量含水率进行测定。对试验数据进行单因素方差分析,研究同一作物在不同阶段对土壤圆锥指数和土壤质量含水率的影响规律,及不同作物在同一阶段对土壤圆锥指数和土壤质量含水率的影响差异。结果表明,种植作物可以增加土壤表层的土壤质量含水率,同时降低土壤圆锥指数;不同作物对土壤圆锥指数和土壤质量含水率的影响程度存在一定的差异;线性回归模型能够较好地表征土壤质量含水率与土壤圆锥指数之间的定量化关系。

质量含水率对土壤温度场影响的试验研究

搭建土壤换热实验台,研究非饱和土壤换热时土壤质量含水率对土壤温度场的影响。采用恒温水作为热源,分别在4种土壤质量含水率工况下进行试验,研究土壤温度变化情况,试验用土壤在非饱和工况下加热10 h后的热影响半径约为680 mm,质量含水率越低的土壤受到的热扰动越剧烈。

基于土壤温湿度计的体积含水率与质量含水率相关性研究

依托吉舒高速公路工程建设项目,利用YT-DY-0100型土壤温湿度计进行了体积含水率测定,同时,采用烘干法测定了对应试样的质量含水率,建立了体积含水率与质量含水率的关系方程,并通过实例对关系方程进行了检验。研究结果表明:在质量含水率一定的情况下,土体的干密度越大,土壤温湿度计测定的体积含水率越大;土壤温湿度计测定的体积含水率与烘干法测定的质量含水率具有很好的线性关系,因此可以对吉舒高速公路现场检测所得的体积含水率进行质量含水率的标定。

基于土壤温湿度计的体积含水率与质量含水率相关性研究

文章主要针对基于土壤温湿度计的体积含水率与质量含水率相关性进行分析,结合当下基于土壤温湿度计的体积含水率与质量含水率研究发展现状为根据,从实际测量原理、实验方法、结论与分析方面进行深入研究与探索,更好的推动土壤体积含水率与质量含水率相关性研究的优化与完善。

蒸压加气混凝土砌块质量含水率对抗压强度影响初探

笔者根据多年从事蒸压加气混凝土砌块抗压强度检验的实践经验,分析了加气混凝土砌块质量含水率对抗压强度值的影响及存在问题。利用同批次不同含水状态下的检测数据,说明并提出利用"烘干至恒质"测定抗压强度的方法,供生产和产品标准修订时参考。

不同滴灌施肥方式对棉田土壤含水率、硝态氮分布及对产量的影响

研究不同施肥方式（滴灌变量控制施肥和压差式滴灌施肥）和施肥时段,对棉田土壤质量含水率、硝态氮分布和产量的影响。结果表明：施肥过程中前期施入氮肥、后期再灌水,氮素会被淋洗到下层土壤,不利于氮素利用率的提高。两种施肥方式中N-W-N（前期施入氮肥、中间以清水灌溉、后期再施氮肥）处理土壤水和硝态氮集中分布在土层30~40 cm,分别比CK增产45.03%和35.50%。变量施肥方式比压差式施肥方式优越,前者各处理的土壤质量含水率和硝态氮分布均匀,平均产量为5979.12 kg·hm-2,比压差式施肥方式平均提高了3.31%。综合考虑,从提高土壤氮素利用率和增产的角度分析,推荐滴灌变量控制施肥方式进行施肥,且以（N-W-N）为主。

滴灌频率和施氮量对温室西葫芦土壤水分、硝态氮分布及产量的影响

2016年和2017年在北方寒旱地区日光温室西葫芦栽培中,灌溉定额为269.87mm,设置2个滴灌频率(低频W1:7天1次,高频W2:2天1次)和2个氮素水平(适氮N1:375kg/hm^2,高氮N2:565kg/hm^2),研究不同处理对温室西葫芦土壤水分、硝态氮分布及西葫芦产量的影响。结果表明:(1)高频(W2)滴灌提高了0—40cm土层的土壤水分,减少了水分的深层下渗。(2)高氮(N2)施肥各土层硝态氮含量较高,适氮处理配合高频次滴灌根区0—40cm硝态氮含量维持在相对适宜水平,40—80cm土层硝态氮含量相对较低,提高滴灌频率可降低氮素向深层淋失的风险。(3)在适氮(N1)水平下,西葫芦产量对于滴灌频率敏感,而对于高氮(N2)水平,提高滴灌频率,产量增加不显著。(4)在定额滴灌量下,滴灌频率对西葫芦水分利用效率的影响大于施氮肥对西葫芦水分利用效率的影响。(5)W2N1处理更有利于西葫芦的生长和产量的提高,推荐北方寒旱地区日光温室西葫芦施氮量为375kg/hm^2,灌溉频率为2天1次。

花岗岩残积土抗剪强度与微观结构特征

对不同水的质量分数(含水率)及不同压实度的花岗岩残积土试样开展三轴试验和电镜扫描试验,探究土样的抗剪强度特性与微观孔隙结构之间的关系,从微观角度揭示花岗岩残积土的抗剪强度衰减机理。试验结果表明:花岗岩残积土试样的应力-应变曲线呈现应变硬化特征,抗剪强度随着含水率的升高而降低,随着压实度的增加而增加,且在围压应力较低时,花岗岩残积土试样对含水率及压实度的敏感性更强;从微观角度,花岗岩残积土试样的中孔隙和大孔隙的占比随着含水率的升高而增加,随着压实度的增加而减少。

三峡库区砂质黏性紫色土强度劣化规律试验研究

为揭示三峡库区周期性干湿交替作用对紫色土强度的影响机制,研究干湿循环次数、细颗粒(d<0.075 mm)含量以及质量含水率三因素对紫色土三轴抗剪强度特性的影响,通过试验数据回归分析,提出干湿循环作用下砂质黏性紫色土黏聚力劣化程度的定量表达式.试验结果表明:①干湿循环作用对黏聚力的影响远大于摩擦角,其中,第7次循环黏聚力下降24.87%,内摩擦角下降幅度为11.17%.在干湿循环达5次以后,强度参数基本保持不变,土体结构也基本趋于稳定.②随着质量含水率从18%降低至6%,试样黏聚力增加38.81%,内摩擦角增加32.85%,证明质量含水率对试样抗剪强度参数有重要影响.细颗粒含量对强度参数的影响较小,随着细颗粒含量的增加,黏聚力也逐渐增加,对摩擦角影响无明显变化规律,但总体呈下降趋势.③根据二次多元回归拟合及方差分析,三因素对抗剪强度以及参数均有影响作用,根据p值大小进行显著性分析,含水率的强度参数的影响高于另外两因素的影响,且三因素对试样黏聚力的影响高于摩擦角;该研究结果对揭示土体抗剪强度的劣化机制有重要参考意义.

微润管出流特性和流量预报方法研究

为探明影响微润管流量的主要因素,确定微润管压力与流量关系,通过田间试验,研究不同土壤初始质量含水率(13.83%、15.49%、16.27%、17.72%)和不同土壤容重(1.18、1.21、1.24、1.26 g/cm^3)条件下不同压力水头(0、0.1、0.3、0.7、1.1、2.1 m)对微润管流量的影响。结果表明:微润管流量随土壤质量含水率变化有一定的自我调节作用,但微润管流量受土壤质量含水率变化影响较小,自我调节时间约为44 h。随着灌水时间增加,微润管流量呈先快速增加再减小后趋于稳定平缓的趋势,灌水后约48 h趋于稳定状态。工作压力、土壤容重和初始质量含水率均对微润管流量有显著影响,在一定工作压力范围内(0~2.1 m水头),压力与流量呈显著性线性关系(P<0.05),模型决定系数R^2大于0.85,随土壤初始质量含水率与容重增加,微润管流量呈减小趋势,微润管流量变化对工作压力的敏感度逐渐下降;在压力与流量线性回归模型中微润管的流量系数和压力为零的流量b均非单纯由产品自身特性决定,土壤初始质量含水率和容重与流量系数呈显著负相关关系(P<0.05),容重与压力为零的流量均存在显著负相关关系(P<0.05),可用土壤初始质量含水率和容重确定流量系数和压力为零时的流量值,最终实现微润灌出流预报。通过灰色关联分析发现,压力是影响微润管流量的最主要因素,土壤容重次之,土壤初始质量含水率对微润管流量影响最小。

秸秆颗粒形态对沟灌入渗特征影响的试验研究

为了探明秸秆粉碎颗粒形态对沟灌土壤水分运移特征和土壤质量含水率分布状况的影响,采用具有不同秸秆粉碎形态的玉米叶（片状）和玉米芯（颗粒状）,进行了室内试验研究,并采用HYDRUS-2D软件对不同处理湿润锋运移情况进行了模拟.结果表明：具有片状形态的玉米叶各处理,随混掺比例及埋深的不同,均能降低土壤的入渗率,而具有颗粒形态的玉米芯处理显著增加了土壤入渗率;玉米芯混掺处理表明在埋深（10,15]cm设置混掺层能增大土壤的垂向运移距离,18%土壤质量含水率等值线垂向距离明显大于埋深（5,10]cm处理的;玉米叶不同埋深处理表明埋深（10,15]cm比（5,10]cm更能增加18%土壤质量含水率等值线的水平距离;3%Y10~15（混掺比例3%,玉米叶,埋深（10,15]cm）处理最大土壤质量含水率值达到21%,而其垂向运移距离最短,说明该处理能够有效地阻滞水分的垂向入渗,增强植物混掺层上部土壤质量含水率;采用HYDRUS-2D软件模拟的湿润锋运移值与实测值误差在3%以内,说明其能够准确描述植物混掺条件下沟灌入渗过程中的湿润锋运移特征.

不同负压给水对小白菜生长及土壤水分的影响

为筛选出南方冬季蔬菜小白菜(brassica)主动式供水灌溉(负压灌溉)最适宜的土壤水分条件,采用盆栽试验,研究了南方地区2种典型蔬菜土壤—红菜园土和潮菜园土,3个不同负压给水(-5.0、-7.5、-10.0 k Pa)对土壤含水率、小白菜生长情况、耗水特性及其水分利用效率等的影响。结果表明,红菜园土种植冬季小白菜,最适宜的负压灌溉值为-10.0 k Pa,土壤质量含水率为18.7%,潮菜园土最适宜的负压灌溉值为-5.0 k Pa,土壤质量含水率为25.3%。

肥液浓度和生物质掺混量对微润灌溉入渗特性的影响

为了探明肥液质量浓度和生物质掺混质量比对微润灌溉土壤水分入渗特性的影响,采用室内土箱模拟试验的方法,设置3个肥液质量浓度水平(清水F_0:0 mg/L,低浓度F_L:200 mg/L,高浓度F_H:400 mg/L)和4个生物质掺混质量比水平(自然风干土B_0:0 g/kg,低掺混量B_L:15 g/kg,中掺混量B_M:30 g/kg,高掺混量B_H:45 g/kg),以发酵腐熟花生壳粉末为掺混生物质,研究微润灌溉的水分入渗速率、累积入渗量、湿润体体积以及湿润体质量含水率的分布特征.试验结果表明:肥液质量浓度和生物质掺混质量比对微润灌溉的初始入渗速率、稳定入渗速率、累积入渗量和湿润体质量含水率均值影响均具有统计学意义.与水平F_0B_0相比,增加肥液质量浓度和生物质掺混质量比可提高初始入渗速率13.02%~44.85%、稳定入渗速率13.50%~48.78%、累积入渗量5.65%~56.62%和湿润体质量含水率均值6.62%~30.09%;不同入渗时间内的累积入渗量符合Kostiakov模型;湿润体体积随肥液质量浓度和生物质掺混质量比增大而增大,且湿润体体积与入渗时间呈二次多项式关系;湿润体剖面面积和灌水均匀系数随肥液质量浓度和生物质掺混质量比增大而增大.

戈壁葡萄膜下滴灌土壤水分动态规律的研究

以酿酒葡萄为实验材料,设计2 400、3 000、3 600、4 200m3/hm2四个不同滴灌量的膜下滴灌处理和3 600m3/hm2的不覆膜处理,在每次滴灌后每隔2d取20、40、60、80cm四个不同土层的土样进行烘干处理。结果表明,在不同滴灌量下20～60cm土层的土壤质量含水率受自然蒸发和葡萄的蒸腾失水影响明显。在3 600m3/hm2的灌溉量下,覆膜处理下20～40cm和40～60cm的土壤质量含水率分别比不覆膜的处理高出15.60%和18.83%,说明覆膜处理比不覆膜处理能更好的保持土壤质量含水率,可以节约大量灌水。

一种土壤盐分传感器的敏感场分析及其校正研究

从基本理论出发,计算了一种新型探针式四电极外部电势的理论分布,通过对敏感场分析得出了该四电极的敏感响应范围为径向直径约1.5倍电流电极间距的椭球体。通过研究土壤表观电导率(ECa)、土壤盐分(EC1:5)和土壤质量含水率(θ)之间的关系,利用非线性回归的方法获得了精度较高的ECa-EC1:5校正模型,为土壤盐渍化调查和监测提供了便捷有效且费用低廉的方法。

地道通风系统传热传质性能的实验研究

地道通风系统降温是指利用地道冷却空气,通过送风系统送至地面的建筑物,达到室内空气降温的目的。利用热探针法测试不同质量含水率土壤的导热系数,并建立土壤一维传热传质实验的测试,分析在地道通风系统中土壤含水率对传热传质的影响,为地道通风系统的实际应用提供参考和依据。

黑河中游盐碱地植物生长与水分变化关系分析

为了探索在盐碱地荒漠化防治中植物对水分变化的响应机理,提取黑河流域中游荒漠区建立的试验站长期定位监测的生物量、盖度、土壤各层质量含水率、地下水埋深、降水量等数据,采用特征参数算法、相关和多元回归分析方法,研究植物生长和水分的年内、年际变化特征及相关回归模型.结果表明,（1）2006-2014 年,盖度、生物量、地下水埋深呈波动性增加趋势,0-10、10-20、20-40、40-60 cm 土壤质量含水率和降水量呈波动性略有减少趋势.（2）在一年植物生长季的3-11 月份,降水量、地下水埋深、土壤各层含水率、生物量和盖度等指标变化趋势基本一致.（3）建立了盖度与生物量、10-60cm（10-20、20-40、40-60 cm）土壤质量含水率、降水量、地下水埋深的回归模型以及生物量与盖度、10-60cm（10-20、20-40、40-60 cm）土壤质量含水率、降水量、地下水埋深的回归模型,且均通过了R2 拟合检验、F 方差检验、t 偏回归系数检验.建立的模型可以解释植物盖度、生物量的变差分别为95.3%、98.6%.该研究可为盐碱地荒漠化防治的水资源管理以及退耕还林、天然林保护等提供理论支撑和参考数据.

黑河中游荒漠区植物生长与水分变化关系分析

土地荒漠化是当前世界十大环境问题之一，对人类的生存和发展构成了严重威胁。通过黑河流域中游荒漠区建立的荒漠化综合防治试验站对土壤各层含水率、植被生物量、盖度、地下水埋深、降水量等9a（2006—2014年）长期定位监测，采用特征参数算法、相关和多元回归分析方法，研究了植被生长和水分的年内、年际变化特征及相关回归模型。结果表明：（1）土壤平均质量含水率、植被平均生物量、平均盖度、地下水埋深、降水量年均分别为2．38％、136．13g／m2、11．01％、271．63cm、141．56mm年际变化幅度从大到小依次为土壤质量含水率〉植被平均盖度〉降水量〉植被平均生物量〉地下水埋深，其中土壤质量含水率和植被平均盖度呈波动性增加趋势，植被平均生物量、地下水埋深、降水量呈波动性略有减小趋势。（2）在一年的植物生长季的3～11月份期间，降水量、地下水埋深变化步调基本一致，各层土壤含水率变化步调基本一致。（3）植被平均盖度与土壤各层质量含水率中度正相关，与降水量低度相关，与其它因子关系极弱。（4）植被平均盖度模型预测准确率可达79．2％，误差平均为0．381，解释变差可达89．9％。本研究可为荒漠化防治中的水资源管理以及退耕还林、天然林保护、黑河流域综合治理等工程对水资源影响的评估等提供科技支撑和参考数据。