影响冻融土壤水分入渗特性主要因素的试验研究

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1、影响冻融土壤水分入渗特性主要因素的试验研究樊贵盛　　贾宏骥　　李海燕摘　要：以冻融期间大田自然冻融土壤入渗试验为依据，分析讨论了影响冻融土壤水分入渗特性的主要因素。试验结果表明，冻融条件下，土壤水分入渗特性不仅受非冻结土壤基本理化特性（土壤结构、土壤质地、、土壤含水量等）的影响，还受冻融土壤的冻层厚度、冻层层位、冻层层数等特有因素的影响；在给定土壤质地条件下，土壤结构、土壤含水量、冻层厚度和冻层层位是其主导影响因素，冻层层数对土壤入渗能力也有一定影响。研究结果可为冻融土壤入渗特性的进一步研究奠定基础；可供季节性冻土

2、区冬春灌溉参考。关键词：冻融土壤；水分入渗；冻层层位；冻层厚度ExperimentalStudyonMainFactorsInfluencingWaterInfiltrationFeaturesofFreezingandThawingSoils(FanGuisheng)(TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024)　(JiaHongji)(ShanxiWaterConservancyDepartment)LiHaiyan(ShanxiFenheRiverWaterCons

3、ervancyManagementBureau)Abstract:Basedontheinfiltrationexperimentsofnaturalfreezingandthawingsoilsinfieldduringthefreezingandthawingperiods,themainfactorswhichinfluencethewaterinfiltrationfeaturesoffreezingandthawingsoilswereanalyzedanddiscussed.Theexperimenta

4、lresultsindicatedthatunderfreezingandthawingcondition，thewaterinfiltrationfeaturesoffreezingandthawingsoilswereinfluencednotonlybythesebasicphysicsandchemistrycharacteristicssuchassoiltexture,soilgrade,soilmoistureandsoonofunfrozensoils,butalsobythesespecialfa

5、ctorssuchasthickness,positionandnumbersofsoilfrozenlayers.Forakindofsoilwithgivensoilgrade,soiltexture,soilmoisture,andthethickness,positionofsoilfrozenlayersweredominantinfluencefactors,andthenumbersofsoilfrozenlayershadrelativelittleinfluencetotheabilityofwa

6、terinfiltrationintosoil.Theresearchresultscanbeusedforthefoundationforthefurtherstudyontheinfiltrationfeaturesoffreezingandthawingsoilsandreferredinwinterandspringirrigationinseasonalfrozensoilareas.Keywords:freezingandthawingsoil;waterinfiltrationintosoil;pos

7、itionoffrozensoil;layerthicknessoffrozensoil　　在非冻结土壤条件下，土壤结构、质地、有机质含量、含水率是影响土壤入渗特性的主导因素。在冻结条件下，土壤仍属三相体系，但土壤水分不是仅以液态水的形态存在，而是以液态和固态两种状态存在于土壤孔隙之中。因此，冻结土壤中的水分有冻结水和非冻结水两部分组成。冻结条件下，部分液态水转化为固态水，使土壤体系的三相比例发生变化。土壤体系三相组成的变化、土壤冻结水分的体积膨胀、水分向冻结锋面的迁移和冻结锋面冰晶透镜体的形成必然影响到土壤水分入

8、渗特性。此外，在大田土壤的冻融过程中，冻融土壤的冻结程度、冻层厚度、冻层层位和层数不断发生变化，这些因素必将影响冻土体系的水分运移。本文试图以大量的大田自然冻融土壤水分入渗试验资料为依据，分析影响冻融土壤水分入渗特性的主要因素，为冻融土壤水分入渗特性的进一步研究和为季节性冻土区冬、春灌溉节水灌水技术参数的确定提供参考。1　试验条件与方法1.1　试区气候条件