不同含盐土壤圆盘入渗特征试验.pdf

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1、第26卷第4期362010年4月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．26No．4Apr．2010不同含盐土壤圆盘入渗特征试验陈世平1，李毅睬，付秋萍2，一，高金芳1(1．西北农林科技大学水利与建筑工程学院，杨凌712100；2．中国科学院水利部水土保持研究所(西北农林科技大学水土保持研究所)黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，杨凌712100；3．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：不同含盐土壤水分入渗特征是获得准确的土壤水力参数的基础。该文通过圆盘入渗试验，分析

2、了4种土壤在5个(-1、-3、-6、-9和-12cm)负水头下的入渗特征。结果表明，随着水头的减小，4种土壤的吸湿率线性减小，稳定入渗率和非饱和导水率呈不同程度减小。随土壤含盐量增加稳定入渗率和导水率呈增大规律。根据实测资料确定了不同负水头下非饱和导水率的Gardner指数模型参数，为盐渍化土壤水力参数的确定提供理论参考。关键词：入渗，土壤，导水率，盐，负水头doi：lO．3969／j．issn．1002—6819．2010．04．006中图分类号：S152．7文献标识码：A文章编号：1002—6819(

3、2010)-04-0036-06陈世平，李毅，付秋萍，等．不同含盐土壤圆盘入渗特征试验[J】．农业工程学报，2010，26(4)：36—41．ChenShiping，LiYi，FuQiuping，eta1．Experimentalofdiskinfiltrationcharacteristicswithdifferentsoilsaltcont钮ts【J】．TransactionsoftheCSAE，2010，26(4)：36—41．(inChinesewithEnglishabstracO0引言土壤水力

4、参数的确定对精确模拟田间水流和溶质迁移过程非常重要，多年来土壤科学家始终在努力探索获得准确的土壤水力性质的方法【l五】，其中利用圆盘入渗仪确定土壤非饱和导水特征就是其重要内容之一。最早圆盘入渗仪用来测量淹灌或畦灌过程中气体压力增加值【3-4]，近年来圆盘入渗仪被用来估计从饱和到几十厘米负水头下的非饱和导水率、土壤吸湿率、宏观毛管长度、导水孔隙度等水力参数，在坡地土壤导水参数、两区模型参数、土壤大孔隙中的水分运动【5罐】和土壤水力性质的时空变异等方面也有应用[1,9-12】。由于圆盘入渗仪快速简单，便于测定

5、田间表层土壤水力特征，因此近年来在国内的应用也逐渐增多。国外已有一些理论和模型描述圆盘入渗仪的入渗特征[3,5,9,13-16】，如White和Sully的单盘入渗法，Smettem和Clothier的多盘径入渗法，Ankeny等的多压力水头法，Logsdon和Jaynes的回归法等。薛绪掌、张仁铎等【17。1硼研究了各种圆盘入渗模型的优缺点，并改进了相关模型；樊军等【l9】利用圆盘入渗仪测定土壤的导水参数：朱元骏、邵明安【20】利用圆盘入渗仪来分析碎石对土壤饱和水力传导度的影响。显然国内在应用圆盘入渗仪

6、测定土壤水力性质方面还处于初级阶段，就目前研究成果而言，将其应用于确定不同含盐水平次生盐渍化土壤水力特性方面收稿日期：2009-01—12修订日期：2009．12．04基金项目：国家自然科学基金(50709028)资助作者简介：陈世平(1982一)，男，湖北阳新人，主要从事农业水土工程研究。杨凌西北农林科技大学水利与建筑工程学院，712100。Email：spenser2@r163．corn※通信作者：李毅(1974一)，女，陕西武功人，博士，副教授，主要从事农业水土工程研究．杨凌西北农林科技大学水利与建

7、筑工程学院，712100。Email：liyikitty@126．coin的报道很少。为了对比次生盐渍化土壤水力性质，本文利用圆盘入渗仪进行负压入渗试验，运用基于Wooding(1968)的方法和White和Sully(1987)方法计算非饱和导水率，分析5个负水头下、4种不同含盐水平土壤的稳定入渗率、土壤吸湿率、非饱和导水率等参数随负水头和含盐量的变化特征，验证Gardner指数模型对不同含盐水平土壤非饱和导水率的适用性，从而为进一步模拟水分和溶质运动建立基础。1基本理论圆盘下的入渗过程被认为是三维入渗

8、，其入渗过程可以用Richard方程来描述。但在入渗开始的短时间内可简化为一维入渗，忽略重力作用和扩散作用‘2¨，用Philip(1957)公式来描述，=研o。5(1)两边对时间求导得1f=二&-o。5(2)2式中：J——累积入渗量，cm；卜土壤入渗率，cm／s；f——入渗时间，s；S——土壤吸湿率，cnffso一。对入渗开始阶段的，与严进行线性回归，斜率即为入渗率。对于初始含水率一致的均质土壤，Wooding(1968)提出