土壤入渗测定方法评述

土壤入渗测定方法评述
[摘要]为了解不同的土壤入渗测定方法，本文在介绍国内外有关土壤入渗测定方法的若干研究成果和进展的基础上，简要地分析了目前常用的双环法、人工降雨法、水文分析法、圆盘入渗仪法和盘式负压入渗仪法。

结果表明圆盘入渗仪法多用于测量土壤的饱和导水率，同时具有省时、省力、省水和准确等优势，更适合野外试验，可以代替双环法进行土壤渗透性的测定。

[关键词]土壤入渗；测定；方法
0 引言
入渗是指水分进入土壤形成土壤水的过程，是土壤水动力学中重要的基本概念，它是降水、地面水、土壤水和地下水相互转化的一个重要环节。

土壤水分入渗过程和入渗能力决定了降雨进程再分配中的地表径流和土壤储水性，在干旱、半干旱地区，林业发展的主要途径是充分有效地利用自然降水、减少地表径流、增加土壤水分。

定量描述土壤入渗过程是水循环及水利用的重要基础内容，对研究地表产流的机理，以及增加土壤入渗，提高作物水分利用效率等具有重要的理论意义和实践价值。

因此，土壤水分入渗的测定及其影响因子的研究受到极大的关注，许多学者就此问题进行了大量的研究，并获得了丰富的研究成果。

1 土壤入渗测定方法研究现状
目前，国内外许多学者致力于土壤入渗测定方法的研究，并在试验研究中提出并应用了不同的方法和手段。

例如：环刀法、渗透筒法、单环法、水文法、马利奥特-双环法、人工降雨法、钻孔法、土柱法、稳定通量法、示踪法以及各种精密入渗仪法（如Hood入渗仪，Guelph入渗仪）等，可分为田间测定和室内试验2种。

Betrand（1965）曾对土壤入渗速率的测定方法作过评述。

在实际操作中常常受制于某些因素，使得基于不同方法所测定的结果有所不同。

目前使用较多的方法为双环法（注水法）、人工降雨法、水文分析法、圆盘入渗仪法和盘式负压入渗仪法等。

1.1 双环法
双环法通常采用同心环入渗装置。

同心环为两个同心铁环，其上下无底，要有足够刚度，以便打入土中不变形。

一般常用的同心环，外环直径50.5㎝，内环直径30.5㎝，环高25㎝，打入土中15㎝，环高及打入土中深度与内环相同。

在内环加水测定土壤入渗量，外环之间加水防止侧渗。

内外环中维持同样水层深度，通过记录某一时段的入渗量来计算土壤入渗率变化过程。

双环法测得的土壤入渗速率，是具有一定地表积水条件下的积水型入渗速率，或称有压入渗速率，与天然降水条件下的入渗速率相比有较大的差异。

它的入渗条件为试验区基本为水平，且在整个入渗过程中，地面不受雨滴的打击破坏作用。

双环法具有携带方便，结构简单、造价低、适于野外使用、易于对比不同土壤渗透性能等优点，但
是内环内壁和土壤接触易于产生裂隙，不能用于测定坡地土壤入渗速率，是一种有压入渗，与天然降水不同。

1.2 人工降雨法
依照天然降雨情况，人为地将水喷于试验区内，在维持均匀不变的降雨强度条件下，观测试验区地表径流过程，从而分析出土壤入渗过程。

用人工降雨量和观测的径流资料推求入渗速率曲线时，降雨径流和入渗关系可写成如下公式：
R=P-F-Vd-Da-Is
式中：R为地表径流；P为降雨量；F为蒸发量；Vd为洼地积水量；Da为地表滞水量；Is为植物截留量。

如果选择试区地表无坑洼及大量植物，则Vd与Is可不计，又因Da数值一般不大，其变化率甚微，故可直接由降雨量及径流率求入渗速率。

人工降雨法的优点是可以随时掌握测定时间，可以控制降雨强度，降雨分布，雨滴大小及降落高度等因素。

同时试验设备可以转移，能在不同坡度、土壤、土地利用形式及植被覆盖度情况下进行试验。

所得资料与天然降雨条件下的降雨入渗相近，比较符合实际。

人工降雨法是一种无压入渗。

并且降雨强度、雨滴大小可调，可在坡地测量，受地形约束小。

但是土壤表面遭到雨滴的打击破坏作用，土壤孔隙易被土粒封堵，形成结皮，此时土壤入渗速率很快降低，同时还具有体积大、不易野外操作、费工费时、造价高等弊端。

1.3 水文分析法
它利用径流试验场或小流域中实测的降雨与径流过程资料，通过水文分析的方法来推求其入渗方程，由该方法求出的入渗率为该径流场或小流域的平均入渗速率。

常用的方法有水量平衡分析法推求流域入渗曲线；用入渗速率与含水量的关系推求入渗曲线；坡度影响用入渗累积曲线推求入渗曲线。

水文法可用于一个流域土壤平均入渗速率的测定，不能用于单点土壤入渗速率的测定，且误差较大。

1.4 圆盘入渗仪法
用圆盘渗透仪（disc permeameter）在田间现场测定土壤饱和导水率是一种方便实用的新方法，基本上解决了土壤饱和导水率在田间测定难的问题。

该方法需要测定点的区域比双环法更小，且省时、省力、省水。

一般一天能测10个点左右，而且可以测定地下水位以上的任意深度土层的饱和导水率，并能排除土壤裂缝、蚯蚓孔及根孔等大孔隙对测定的影响，该方法在澳大利亚已经得到广泛应用。

1.5 盘式负压入渗仪
盘式负压入渗仪已经成为一种常用的田间测定土壤导水参数的仪器。

此仪器是以0～20㎝的负压通过一圆盘界面向土壤入渗水分，通过将进水头的负压维持
在不同值，估计大孔隙在水分入渗中所起的作用，计算低基模吸力的导水参数。

使用盘式负压入渗仪可以计算的导水参数有吸水系数、导水率、和宏观毛管上升高度等。

尽管研究土壤渗透性的方法很多，但是目前在野外试验中比较常见的是双环法、Guelph入渗仪法。

虽然单环法比双环法操作更简单，但是目前研究较少，今后应加强对单环法的研究应用。

2 结论与展望
为了尽可能地避免各种方法所存在的误差和不足，也为了使所获得的试验结果在同一个水平上具有可比性，也有一些学者在进行局部试验研究时同时采用了2种或3种方法来进行对比研究和综合分析，但是这些研究往往仅止于将由不同测定方法获得的数据进行简单比较，或者是简单对比某几个影响因素对几种测定方法试验结果的影响，再者是简单分析某几个入渗影响因素在某种测定方法中对试验结果影响力的强弱对比。