崩岗土壤水分特征曲线与非饱和渗透系数分析

为探究崩岗土壤宽吸力范围(0~10 MPa)土壤水力学特性,以崩壁红土层、砂土层和碎屑层土壤为研究对象,采用压力膜仪法和滤纸法测定崩壁不同土层土壤的持水能力,用传统Van Genuchten-Mualem模型(传统VG模型)和修正Van Genuchten-Mualem模型(修正VG模型)对土壤水分特征曲线进行拟合分析。结果表明:采用压力膜仪法和滤纸法测定的持水曲线存在交点,相交后两种方法的持水曲线趋于重合,联合两种测定方法可以获得宽吸力范围的土壤水分特征曲线。在宽吸力范围内,低吸力阶段(h<0.1 MPa),砂土层土壤的持水能力高于红土层和碎屑层土壤,而在高吸力阶段(h≥0.1 MPa),红土层土壤持水能力最高。崩壁各土层土壤水分特征曲线采用传统VG模型和修正VG模型拟合程度均较高,均方根误差均低于0.0215,纳什效率系数值和相关系数分别大于0.9266和0.8991,且修正VG模型更适合描述宽吸力范围崩壁土壤水分特征曲线。红土层、砂土层和碎屑层土壤水分特征曲线的残余值分别为:378 kPa(对应含水率为18.82%)、173 kPa(对应含水率为18.95%)和92 kPa(对应含水率为18.41%)。相对于传统VG模型,采用分段函数的形式(以残余值为拐点)更适合描述宽吸力范围崩岗土壤的非饱和导水率。

用热电偶湿度计测定土壤水势的方法研究

用美国 Wescor公司生产的 PCT- 5 5热电偶土壤湿度传感器和 HR- 33T微伏计对黄土区 2种典型土壤的水势进行了测定试验研究 ,并与压力膜法测定的土壤持水曲线进行了比较。结果表明 ,热电偶土壤湿度计有测定土壤水势范围广、使用方便。

土工膜防渗平原水库膜下气场数值模拟

以多相孔隙介质理论为基础推导了考虑孔隙中水气二相流的非饱和土固结理论方程,在一定的简化假设基础上编写了相应的有限元耦合计算程序。针对某土工膜全库盆防渗的平原水库进行了不同地下水位与库水位组合方案的三维有限元计算,通过整理库底和过渡平台两处膜下气压与地下水位及库水位变化关系曲线分析了土工膜下气压变化规律。计算结果表明:地下水位快速上升会引起膜下气压迅速增大,使得土工膜的气胀成为可能;当地下水位与土工膜间距小于1m时,膜下气压会随着库水位上升迅速增大。

黄河三角洲地区土壤水蒸发量计算的试验研究

对黄河三角洲地区土壤水蒸发量的计算进行了研究。在研究区典型点裸地、棉花地和芦苇地设立了 3个试验点 ,并利用陶管负压计TDR等仪器 ,获取各试验点不同深度土壤的土水势和含水量 ,应用定位通量法计算土壤水蒸发量。结果表明 ,观测期 ( 2 0 0 2年 9月 )棉花地蒸发量为 85 4mm ,裸地为 60 6mm ,芦苇地为 49 0 4mm。

压力膜仪法在测定土壤水分特征曲线中的应用

对压力膜仪法的工作原理、试验装置及操作方法进行了介绍。利用压力膜仪测定了某区沙土、原位沙、粉沙及黏土4种土壤的水分特征曲线,结果表明:压力膜仪能够同时测定多种土样,但测定周期长、步骤繁琐,存在容重变化问题。

潮棕壤土水分特征曲线预测方法研究

借助于最小二乘法,形成了确定Brooks-Corey(1964)模型,van Genuchen(1980)模型中的参数所对应的非线性方程组,并用Picard迭代求解它们。用VB语言编写了程序,用压力膜法测定了潮棕壤土同一地点不同层的水分特征曲线。最后,用以上两种模型对土壤水分特性曲线进行了预测,结果表明:VG模型与BC模型的预测值均与实测值具有良好的一致性,VG模型较BC模型对潮棕壤土土壤水分特征曲线的预测效果更好些。

卢氏膨胀岩膨胀力特性试验研究

通过对卢氏膨胀岩试样开展物理成分、微观结构和膨胀率等试验,研究了岩样泡水后膨胀力的特性及其变化的微观机理。通过X射线衍射试验发现卢氏膨胀岩的矿物成分中黏土含量约占49.1%,其中伊利石、蒙脱石的相对含量近90%,使其表现为较强的亲水性。基于加压膨胀法,设计了4种不同的初始含水率和4种不同干密度,共16组96个试样的膨胀力测试方案,探究了初始含水率和干密度对卢氏膨胀岩膨胀力的影响规律。通过多因素耦合分析方法,采用幂函数拟合初始含水率,指数函数拟合干密度,并给出了双因素膨胀力的拟合公式。通过电镜试验研究了初始含水率对膨胀力影响的微观机理,结果表明:当初始含水率较低时,黏土颗粒遇水膨胀后出现微小裂隙,导致膨胀力急剧增加;随着初始含水率增加,黏土颗粒的粒径由大变小,粗颗粒崩解,细粒含量增加,出现泥化现象,膨胀力缓慢减小。

吸水剂对土壤某些物理特性影响的初步研究

用压力膜法测定了Igetagel P等吸水剂加入土壤后,土壤含水量和土壤水吸力的关系。结果表明,加入吸水剂后土壤持水能力大大提高,有效水含量和单位水吸力梯度下释水的量也大为增加。此外,还研究了这类土壤的其它物理特性。结论部分简要讨论了吸水剂在造林中的潜在用途。