土壤水特征曲线
水分特征曲线的测定
土壤水特征曲线的测定[压力膜（板）法]土壤水特征曲线是土壤水管理和研究最基本的资料，是非饱情况下，土壤水分含量与土壤基质势之间的关系曲线。
完整的土壤水特征曲线应由脱湿曲线和吸湿曲线组成，即土壤由饱逐步脱水，测定不同含水量情况下的基质势，由此获得脱湿曲线；另外，土壤可以由气干逐步加湿，测定不同含水量情况下的基质势，由此获得吸湿曲线。
这两条曲线是不重合的，我们把这种现象称为土壤水特征曲线的滞后作用。
通常情况下，由于吸湿曲线较难测定，且在生产与研究中常用脱湿曲线，所以只讨论脱湿曲线的测定。
土壤水特征曲线反映了非饱和状态下土壤水的数量和能量之间的关系，如果不考虑滞后作用，通过土壤水特征曲线可建立土壤含水量和土壤基质势之间的换算关系。
这样做，有时会带来一定的误差，但在大多数情况下，一场降雨或灌溉后，总是有很长时间的干旱过程，在这种情况下，由脱湿曲线建立的两参数之间的换算关系有一定可靠性。
如果将土壤孔隙概化为一束粗细不同的毛细管。
在土壤饱和时，所有的孔隙都充满水，而在非饱和情况下，只有一部分孔隙充满水。
通过土壤水特征曲线可建立土壤基质势与保持水分的最大土壤孔隙的孔径的函数关系，由此可推算土壤孔径的分布。
必须指出，由于我们将土壤孔隙概化为一束粗细不同的毛细管，与实际土壤孔隙不完全相同，因此称为实效孔径分布。
土壤水特征曲线的斜率反映了土壤的供水能力，即基质势减少一定量时土壤能施放多少水量，这在研究土壤与作物关系时有很大作用。
测定原理如图所示，将土样置于多孔压力板上，多孔压力板根据其孔径大小分为不同规格，压力板孔径大的承受较小的气压，孔径小的能承受较大的气压。
将压力板和土样加水共同饱和，将压力板置于压力容器内，加压，这时有水从土样中排出，并保持气压不变，等不再有水从土样中排出，打开容器，测定土样水分含量。
如所加气压值为P(Mpa)，土壤基质势为ψm，则ψm =－P，调整气压，继续实验，由此获得土壤基质势为ψm和其对应的土壤含水量θV由此获得若干对（ψm，θ），将这些测定值点绘到直角坐标系中，根据这些散V点可求得土壤水特征曲线。
土壤水分特征曲线
土壤水动力学学院：环境科学与工程学院专业：水土保持与沙漠化防治学号：姓名：土壤水分特征曲线的研究与运用摘要：土壤水的基质势随土壤含水量而变化，其关系曲线称为土壤水分特征曲线。
该曲线反映了土壤水分能量和数量之间的关系，是研究土壤水动力学性质必不可少的重要参数，在生产实践中具有重要意义。
本文总结并比较分析了前人在土壤水分特征曲线测定方法中的各种模型，其中对Van Genuchten模型的研究较为广泛。
但为之在DPS中求解Van Genuchten模型参数和在试验基础上建立的土壤水分特征曲线的单一参数模型结构较为简单，省时省力，可进一步的推广运用。
关键词：土壤水分特征曲线Van Genuchten模型运用1.土壤水分特征曲线的研究1.1土壤水分特征曲线的概念土壤水分特征曲线是描述土壤含水量与吸力(基质势)之间的关系曲线。
它反映了土壤水能量与土壤水含量的函数关系,因此它是表示土壤基本水力特性的重要指标,对研究土壤水滞留与运移有十分重要的作用[1]。
1.2土壤水分特征曲线的意义土壤水分特征曲线反映的是土壤基质势(或基质吸力)和土壤含水量之间的关系。
土壤水分对植物的有效程度最终决定于土水势的高低而不是自身的含水量。
如果测得土壤的含水量,可根据土壤水分特征曲线查得基质势值,从而可判断该土壤含水量对植物的有效程度[2]。
1.3土壤水分特征曲线的测定方法1.3.1直接法通过实验方法直接测定土壤水分特征曲线的方法称为直接法。
直接法中有众多的实验室和田间方法，如力计法、压力膜法、离心机法、砂芯漏斗法、平汽压法等，而前3种应用最为普遍。
①力计法：是土壤通过土杯从力计中吸收水分造成一定的真空度或吸力，当土壤与外界达到平衡时，测出土壤基质势，再测出土杯周围的土壤含水量，不断变更土壤含水量并测相应的吸力，就可完成土壤水分特征曲线的测定。
力计法可用于脱水和吸水2个过程，可测定扰动土和原状土的特征曲线，是用于田间监测土壤水分动态变化重要的手段，在实际工作中得到广泛应用。
土壤水分特征曲线受温度影响曲线
土壤水分特征曲线受温度影响曲线土壤水分特征曲线受温度影响曲线一、主题介绍土壤水分特征曲线是土壤中水分含量与土壤水势之间的关系曲线，它反映了土壤对水分的保持能力。
而温度则对土壤水分特征曲线有着重要的影响。
本文将深入探讨土壤水分特征曲线受温度影响曲线的相关知识。
二、温度对土壤水分特征曲线的影响1. 温度对土壤孔隙结构的影响温度的变化会影响土壤的孔隙结构，从而影响土壤的持水性能。
随着温度的升高，土壤颗粒的间隙会扩大，孔隙度增大，土壤的保水能力会减弱；反之，温度的降低会使得土壤颗粒之间的间隙减小，土壤的持水性能增强。
2. 温度对土壤水分运移的影响温度的变化也会对土壤中水分的运移造成影响。
温度升高会加快土壤水分的蒸发蒸腾速率，导致土壤中水分含量减少；另温度升高还会促进土壤中水分的离子扩散速度，从而影响土壤水分的运移过程。
三、个人观点与理解从以上分析可以看出，温度对土壤水分特征曲线有着显著的影响。
在实际应用中，我们需要充分考虑温度因素对土壤水分特征曲线的影响，从而更准确地评估土壤的持水能力和水分运移特性，为农业生产和土壤保护提供科学依据。
四、总结本文围绕土壤水分特征曲线受温度影响曲线展开探讨，分析了温度对土壤持水性能和水分运移过程的影响。
通过深入的研究，我们可以更好地理解土壤水分特征曲线的形成机制，并且更好地应用这一知识于实际生产中。
希望本文的内容能够对读者有所启发和帮助。
五、参考文献1. 王明, 刘青. 温度对土壤水分特征曲线的影响[J]. 中国农学通报, 2012, 28(09): 212-215.2. 张三, 李四. 土壤水分特征曲线及其在水文模型中的应用[J]. 农业工程学报, 2015, 31(06): 252-256.温度对土壤水分特征曲线的影响，是土壤水文学中一个重要的研究课题。
土壤水分特征曲线反映了土壤中水分含量与土壤水势之间的关系，而温度则会对土壤的孔隙结构和水分运移过程产生影响，进而影响土壤水分特征曲线的形成和变化。
土壤水分特征曲线测定
土壤水分特征曲线测定实验一、实验原理土壤水分特征曲线（又称持水曲线，见图1）是土壤含水量与土壤水吸力的关系曲线，该曲线能够间接反映土壤孔隙大小的分布，分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性等，在水文学、土壤学等学科的研究与实践中都具有重要作用。
目前，负压计法是测量土壤水吸力最简单、最直观的方法，而时域反射仪（TDR）是测量土壤体积含水率的最常用、最便捷的方法之一。
图1 土壤水分特征曲线（一）负压计负压计由陶土头、腔体、集气管和真空（负压）表等部件组成（见图2）。
陶土头是仪器的感应部件，具有许多微小而均匀的孔隙，被水浸润后会在孔隙中形成一层水膜。
当陶土头中的孔隙全部充水后，孔隙中水就具有张力，这种张力能保证水在一定压力下通过陶土头，但阻止空气通过。
将充满水且密封的负压计插入不饱和土样时，水膜就与土壤水连接起来，产生水力上的联系。
土壤系统的水势不相等时，水便由水势高处通过陶土头向水势低处流动，直至两个的系统的水势平衡为止。
总土水势包括基质势、压力势、溶质势和重力势。
由于陶土头为多孔透水材料，溶质也能通过，因此内外溶质势相等，陶土头内外重力势也相等。
非饱和土壤水的压力势为零，仪器中无基质，基质势为零。
因此，土壤水的基质势便可由仪器所示的压力（差）来量度。
非饱和土壤水的基质势抵于仪器里的压力势，土壤就透过陶土头向仪器吸水，直到平衡为止。
因为仪器是密封的，仪器中就产生真空，这样仪器内负压表的读数这就是土壤的吸力。
土壤水吸力与土壤水基质势在数值上是相等的，只是符号相反，在非饱和土壤中，基质势为负值，吸力为正值。
图2 负压计结构图（二）TDR土壤水分对土壤介电特性的影响很大。
自然水的介电常数为80.36，空气介电常数为1，干燥土壤为3~7之间。
这种巨大差异表明，可以通过测量土壤介电性质来推测土壤含水量。
时域反射仪以一对平行棒（也叫探针）作为导体，土壤作为电介质，输出的高频电磁波信号从探针的始端传播到终端，由于终端处于开路状态，脉冲信号被反射回来。
土壤水分特征曲线测定实验
土壤水分特征曲线测定实验实验原理张力计插入土样后，张力计中的纯自由水经过陶土壁与土壤水建立了水力联系。
在非饱和土壤中，仪器中的自由水的势值总是高于土壤水的势值，因此，仪器中的自由水就会透过陶土管进入土壤，但因陶土材料孔隙细小，孔隙中形成的水膜不能使空气通过，而只能让水或溶质液通过（但如果压力过高水膜破裂，空气就会透过，这时的压力称为透气值），因而在仪器内形成一定的真空度，由仪器上的负压表读出。
最后当仪器内外的势值趋于平衡时，仪器中水的总水势Φwd与土壤中土水势Φws应该相等，即：Φwd＝Φws土水势的完整表述为：Φ=Φm+Φp+Φs+Φg+ΦT因为陶土管为多孔透水材料，并非半透膜，故溶质也能通过，最后达到内外溶液浓度相等，相等。
坐标0点选在陶土头中心，则陶内外溶质势Φs相等。
仪器内外温度相等，温度势ΦT土头中心的内外重力势Φg相等。
这样仪器中和土壤中的总势平衡可表述为：Φmd＋Φpd＝Φms＋Φps式中，Φps为土壤水的压力势，Φms为土壤水的基质势，Φpd为仪器内自由水的压力势，Φmd为仪器内自由水的基质势。
在非饱和土壤中，土壤水所受的压力为大气压（基准状态），故Φps应为零，又仪器中自由水无基质势存在，故Φmd亦为零，所以：Φms＝Φpd＝ΔP D+z为负压表显示的负压值（小于0），z为埋藏在土中的陶土管中心与土面以上负式中，ΔPD压表之间的静水压力即水柱高，（向上为正，大于0）。
即可得到土壤水的基质势。
按定义土壤水吸力为基质势的负值，因而即可测得吸力值。
－zS=－Φms＝－ΔPD），则S=P－z如果负压表读数记为P（大于0，即P＝－ΔPD另外，在计算土样中水分的变化时，还应考虑集气管中水分的变化量。
实验内容与设计1. 土样：粘土、砂壤土2. 容重：1.3g/cm3 、1.4g/cm33. 方式：脱湿：配置饱和土样，在室内自然蒸发，测定整个过程中土壤含水率与吸力关系曲线。
单点：用16个土样，分别配置指定含水率，测定该含水率下的吸力值，连成特征曲线。
土壤水分特征曲线
土壤水动力学学院：环境科学与工程学院专业：水土保持与沙漠化防治学号：姓名：土壤水分特征曲线的研究与运用摘要：土壤水的基质势随土壤含水量而变化，其关系曲线称为土壤水分特征曲线。
该曲线反映了土壤水分能量和数量之间的关系，是研究土壤水动力学性质必不可少的重要参数，在生产实践中具有重要意义。
本文总结并比较分析了前人在土壤水分特征曲线测定方法中的各种模型，其中对Van Genuchten模型的研究较为广泛。
但为之在DPS中求解Van Genuchten模型参数和在试验基础上建立的土壤水分特征曲线的单一参数模型结构较为简单，省时省力，可进一步的推广运用。
关键词：土壤水分特征曲线 Van Genuchten模型运用1.土壤水分特征曲线的研究1.1土壤水分特征曲线的概念土壤水分特征曲线是描述土壤含水量与吸力(基质势)之间的关系曲线。
它反映了土壤水能量与土壤水含量的函数关系,因此它是表示土壤基本水力特性的重要指标,对研究土壤水滞留与运移有十分重要的作用[1]。
1.2土壤水分特征曲线的意义土壤水分特征曲线反映的是土壤基质势(或基质吸力)和土壤含水量之间的关系。
土壤水分对植物的有效程度最终决定于土水势的高低而不是自身的含水量。
如果测得土壤的含水量,可根据土壤水分特征曲线查得基质势值,从而可判断该土壤含水量对植物的有效程度[2]。
1.3土壤水分特征曲线的测定方法1.3.1直接法通过实验方法直接测定土壤水分特征曲线的方法称为直接法。
直接法中有众多的实验室和田间方法，如张力计法、压力膜法、离心机法、砂芯漏斗法、平衡水汽压法等，而前3种应用最为普遍。
①张力计法：是土壤通过陶土杯从张力计中吸收水分造成一定的真空度或吸力，当土壤与外界达到平衡时，测出土壤基质势，再测出陶土杯周围的土壤含水量，不断变更土壤含水量并测相应的吸力，就可完成土壤水分特征曲线的测定。
张力计法可用于脱水和吸水2个过程，可测定扰动土和原状土的特征曲线，是用于田间监测土壤水分动态变化重要的手段，在实际工作中得到广泛应用。
土壤含水量、土水势和土壤水特征曲线的测定
⼟壤含⽔量、⼟⽔势和⼟壤⽔特征曲线的测定⼟壤含⽔量、⼟⽔势和⼟壤⽔特征曲线的测定3.1测定意义严格地讲，⼟壤含⽔量应称为⼟壤含⽔率，因其所指的是相对于⼟壤⼀定质量或容积中的⽔量分数或百分⽐，⽽不是⼟壤所含的绝⽆仅绝对⽔量。
⼟壤含⽔量的多少，直接影响⼟壤的固、液、⽓三相⽐，以及⼟壤的适耕性和作物的⽣长发育。
在农业⽣产中，需要经常了解⽥间⼟壤含⽔量，以便适时灌溉或排⽔，保证作物⽣长对⽔分需要，并利⽤耕作予以调控，达到⾼产丰收的⽬的。
近⼏⼗年来的研究表明，要了解⼟壤⽔运动及⼟壤对植物的供⽔能⼒，只有⼟壤⽔数量的观念是不够的。
举⼀个直观的例⼦：如果粘⼟的⼟壤含⽔量为20%，砂⼟的⼟壤含⽔量为15%，两⼟样相接触，⼟壤⽔应怎样移动？如单从⼟壤⽔数量的观念，似乎⼟壤⽔应从粘⼟⼟样流向砂⼟⼟样，但事实恰恰相反。
这说明，光有⼟壤⽔数量的观念，尚不能很好研究⼟壤⽔运动及对植物的供⽔，必须建⽴⼟壤⽔的能量的观念，即⼟⽔势的概念。
测定⼟壤⽔特征曲线（基质势与⼟壤含⽔量之间的关系曲线）需要特别的仪器设备，随着⼟壤科学的发展，越来越多的基层⼟壤⼯作者需要⼟壤⽔特征曲线这⼀基础资料，了解⼟壤⽔特征曲线的测定，对今后⼟壤⽔特征曲线（不管是⾃⼰测定还是由别的单位测定）的应⽤是有益的。
3.2⽅法选择的依据⼟壤含⽔量⽬前常⽤的⽅法有：烘⼲法、中⼦法、射线法和TDR法（⼜称时域反射仪法）。
后三种⽅法需要特别的仪器，有的还需要⼀定的防护条件。
⼟⽔势包括许多分势，与⼟壤⽔运动最密切相关的是基质势和重⼒势。
重⼒势⼀般不⽤测定，只与被测定点的相对位置有关。
测定基质势最常⽤的⽅法是张⼒计法（⼜称负压计法），可以在⽥间现场测定。
⼟壤⽔特征曲线是⽥间⼟壤⽔管理和研究最基本的资料。
通过⼟壤⽔特征曲线可获得很多⼟壤基质和⼟壤⽔的数据，如⼟壤孔隙分布及对作物的供⽔能⼒等等。
测定⼟壤⽔特征曲线最基本的⽅法是压⼒膜（板）法，它可以完整地测定⼀条⼟壤⽔特征曲线。
土壤水分特征曲线测定
土壤水分特征曲线测定
嘿，朋友们！今天咱就来唠唠土壤水分特征曲线测定这档子事儿。
你说这土壤水分特征曲线像不像土壤的“脾气秉性图”啊！它能告诉咱土壤在不同水分含量下的状态呢。
要测定这个呀，那可得有点耐心和细心哦。
就好比你要了解一个人的喜好，得慢慢观察、琢磨不是？
咱先得准备好各种工具，这就像战士上战场得拿好自己的武器一样。
然后找一块有代表性的土壤样本，这可不能随便挑哦，得找那种能代表大多数情况的。
不然就像找朋友只看外表，不看内在，那可不行呀！
接着就是实际操作啦。
把土壤样本放进专门的仪器里，就像把宝贝放进保险箱一样。
然后慢慢给它加水或者让它失水，就看着水分和土壤之间的奇妙反应。
这过程多有趣呀，就像看着一场精彩的表演。
在测定的时候，可别马虎大意哦。
要时刻关注着数据的变化，就跟盯着自己喜欢的电视剧情节一样紧张。
要是一个不小心错过了关键数据，那不就像错过了电视剧的精彩高潮一样可惜嘛。
你想想，通过这个测定，咱能知道土壤啥时候能保住水，啥时候又容易失水。
这多重要啊！就好像知道自己的钱包啥时候有钱啥时候没钱一样，心里有底呀。
而且呀，这个测定还能帮咱更好地管理土壤呢。
比如种庄稼的时候，
咱就知道该怎么浇水啦，既不浪费水，又能让庄稼喝饱。
这不是一举两得嘛！
总之呢，土壤水分特征曲线测定可不是一件小事儿，它关系到咱脚下这片土地的健康和生机。
咱可得认真对待，就像对待自己的宝贝一样。
只有这样，咱才能更好地和土壤打交道，让它为咱的生活和农业生产发挥更大的作用呀！所以呀，大家可别小瞧了这个看似普通却非常重要的测定哦！。
土壤水分特征曲线拟合retc
土壤水分特征曲线是描述土壤水分状态和水分运动规律的重要曲线之一。
它是土壤物理性质和水分运动规律的重要指标，对于合理利用土壤水分、科学施肥和提高农业生产力具有重要意义。
retc 曲线的建立与土壤的水分保持性质、渗透性、保水性相关，对土壤水分运动规律的研究颇具指导意义。
1. retc 曲线的基本特征概述土壤水分特征曲线拟合retc，是一种描述土壤水分含量与土壤毛细力之间关系的曲线。
它的形态特征通常表现为在低毛细力下，土壤水分含量随毛细力的增加而急剧下降；而在一定的毛细力范围内，土壤水分含量变化缓慢。
而随着毛细力的进一步增大，土壤水分含量急剧下降的特点再次显现。
retc 曲线常常被用来表征土壤中的毛细力作用范围，以及土壤的保水特性。
2. retc 曲线的拟合与参数在科学研究和实际应用中，针对不同类型的土壤，需要通过实验测定和数据处理，拟合得到retc 曲线的参数。
常见的拟合模型包括 Van Genuchten 模型、Brooks-Corey 模型等。
这些模型通过曲线的拟合参数，可以描述土壤的渗透性、保水性等重要特征，对于土壤水分运动规律的研究具有重要的指导意义。
3. retc 曲线的应用retc 曲线在农业生产、水资源利用等领域具有广泛的应用价值。
通过对土壤水分特征曲线的测定和分析，可以为合理的灌溉和排水提供科学依据。
另外，也可以通过retc 曲线的拟合参数，评价土壤的保水性能，为合理施肥、作物生长提供科学依据。
4. 我的个人观点和理解作为一名专业的文章写手，我对土壤水分特征曲线拟合retc有着深入的研究和理解。
我认为，retc 曲线的建立和分析，可以为提高农业生产力、合理利用水资源提供科学依据。
通过研究retc 曲线，也可以更加深入地理解土壤水分运动的规律和特性，为土壤保护和生态环境的改善提供科学支持。
5. 总结与回顾通过对土壤水分特征曲线拟合retc的全面讨论，我们可以清晰地了解retc 曲线的基本特征和参数拟合方法，以及其在实际应用中的重要作用。
土水特征曲线
土水特征曲线
土壤水分特征曲线，一般也叫做土壤特征曲线或土壤pF 曲线，它表述了土壤水势（土壤水吸力）和土壤水分含量之间的关系。
通常土壤含水量Q以体积百分数表示，土壤吸力S以大气压表示。
由于在土壤吸水和释水过程中土壤空气的作用和固、液而接触角不同的影响，实测土壤水分特征曲线不是一个单值函数曲线。
曲线特点：
滞后现象：相同吸力下的土壤水分含量，释水状态要比吸水状态大，即为水分特征曲线的滞后现象。
土壤水分特征曲线的拐点只有级配较好的沙性土比较明显，说明土壤水分状态的变化不存在严格界限和明确标志，用土壤水分特征曲线确定其特征值，带有一定主观性。
土壤水分特征曲线可反映不同土壤的持水和释水特性，也可从中了解给定土类的一些土壤水分常数和特征指标。
曲线的斜率倒数称为比水容量，是用扩散理论求解水分运动时的重要参数。
曲线的拐点可反映相应含水量下的土壤水分状态，如当吸力趋于0时，土壤接近饱和，水分状态以毛管重力水为主；吸力稍有增加，含水量急剧减少时，用负压水头表示的吸力值约相当于支持毛管水的上升高度；吸力增加而含水量减少微弱时，以土壤中的毛管悬着水为主，含水量接近于田间持水量；饱和含水量和田间持水量间的差值，可反
映土壤给水度等。
故土壤水分特征曲线是研究土壤水分运动、调节利用土壤水、进行土壤改良等方面的最重要和最基本的工具。
干旱区土壤水分特征曲线研究与水分模拟
干旱区土壤水分特征曲线研究与水分模拟干旱区是全球范围内天气极端干燥的地区，土壤水分特征曲线研究是在这种条件下进行的一项重要研究。
在干旱区，水资源匮乏，土壤水分的紧缺以及有效利用就变得尤为重要。
了解土壤水分特征曲线对于水分模拟和农田管理有着重要的意义。
土壤水分特征曲线是描述土壤含水量与土壤水势之间关系的一条曲线。
该曲线上的每一个点表示特定土壤水势下土壤的含水量。
通常情况下，土壤水分特征曲线随着土壤水势的减小而呈现出不同的形态，反映出土壤的水分特性。
研究土壤水分特征曲线可以帮助我们更好地了解土壤的水分状况。
在干旱区，土壤水势较大，土壤的含水量较少。
通过测量不同土壤水势下的含水量，可以得到一条近似直线，表示土壤水分特征曲线。
这使得我们能够更准确地评估干旱区土壤的水分状况。
根据土壤水分特征曲线，可以计算土壤的持水能力和脆弱程度。
持水能力是指土壤在一定水势范围内能够保持水分的能力。
较高的持水能力表示土壤能够在较长时间内保持较高的含水量。
脆弱程度则是指土壤在水势变化下的敏感程度。
较高的脆弱程度表示土壤对于水分变化非常敏感，容易引发土壤干旱。
了解土壤水分特征曲线对于水分模拟具有重要意义。
通过建立干旱区土壤水分特征曲线的数学模型，可以对土壤的水分状况进行模拟和预测。
这对于合理安排农田灌溉和水资源管理具有重要的指导作用。
同时，水分模拟还可以帮助评估土壤的持水性能和管理措施的效果。
比如，在干旱区的农田中，通过调整灌溉水量、施加覆盖物等措施，可以改变土壤的水分特征。
水分模拟可以帮助评估这些措施对土壤水分特性的影响，从而优化农田管理策略，提高土壤水分利用效率。
此外，土壤水分特征曲线的研究还可以增加我们对于干旱区土壤水分循环和水分供应机理的认识。
干旱区植被的生长和生存与土壤水分的供应密切相关。
通过研究土壤水分特征曲线，可以揭示土壤水分与植被生长之间的关系，为干旱区植被恢复和生态保护提供理论基础。
综上所述，干旱区土壤水分特征曲线的研究与水分模拟息息相关。
张力计法测定土壤水分特征曲线
力计法测定土壤水分特征曲线一、实验LI 的及耍求L I:壤水分特征曲线：表示在半衡条件下,上壤水的能量和数量 Z 间的关系.它是山实测I:壊水堆模势 £相应的 得 到的土壤水在脱水（「燥）和吸水（湿润）过程中的水分特征曲线■因为 土壤水的滞后現象.得到的两条曲线并不完全相同,分别是脱水曲线 和吸水曲线。
实践屮必须;i 总 血区别应用。
木实验II 的在于确定高基模势（低吸力范围（0〜・0・08MPa ））的 脱水曲线和吸水曲线・2・要求：通过木次实验•耍求学生学会利用张力计法测定土壤水分特征 曲线,初步『解I:壤含水量和匕壤基质势Z 间的内在关系。
壤屮.要E«紧缺g 触°从那力彳观点來分 il 与土填肩件 个累统.这木索统中张力“山的水通过 称膜）9I 填孔隙屮的水相联通「在平術过程门有少址郎 上爪或从上瑰盜进內头内 ■ ”达到忡:时，上壤水的花学势（“刊）勺张力计内水的（几）相家即：如=如 _ 0在不伽温度彫响时•得=从+ %+必+必九厂疋♦叫式中：・住标准状态F 纯自由水的化学如几屮八 土壤水压力孙：0. • 土壤堆松如屮R > I ：壤水溶质孙：帜•怅力计中水的溶质势: 化•水的密度（在匕・峙范围内假定不发生变化）。
P ,张力计内水承受的压力. 实验原理在平衛过卅门行少朮忍歆二、实验原理p. =1个人气压在此悄形下：T是张力计表头I：的读数•称之为上壤水张力是上壤基模势相反的数，上壤水张力&1EVLI•壊水与张力il 内水中溶质通过水的交换达到平衡而内外溶质势相等即：=进而得到：…严打取P- = lg/cm3,则皿方卅变为：所以张力计4系统达到平衡艸测级的圧hmt模如张加11妙承或购压力在物泌上壤基模毎时加低F二入夬气压,必俄有空气通过陶头和压力讣水银或水往压力汁不断地扩散到张力讣中去, 这赴因为气体在不同压力F在溶液中的溶解度不同和分压不同图1・I堆水分特術曲线图2•上壤水分特征囱线测定装賈张力计系统平衡时.在有捷模势心在时土壤水压力外S五、注意事项．按图 2 安装水分特征曲线测定装置，加入300克水银。
水分特征曲线
水分特征曲线
水分特征曲线，也被称为土壤水分特征曲线或土壤持水曲线，描述的是非饱和水流压力水头（或吸力）与土壤含水量之间的关系。
它是土壤水分物理基本特性之一，反映了土壤水分能量和数量之间的关系，是研究土壤水动力学性质必不可少的重要参数。
水分特征曲线可反映不同土壤的持水和释水特性，也可从中了解给定土类的一些土壤水分常数和特征指标。
土壤水的基质势（或土壤水吸力）随土壤含水量的变化而变化，这种关系曲线就是水分特征曲线。
一般来说，该曲线以土壤含水量Q（以体积百分数表示）为横坐标，以土壤水吸力S（以大气压表示）为纵坐标。
土壤水分对植物的有效程度最终决定于土水势的高低，而不是自身的含水量。
如果测得土壤的含水量，可根据土壤水分特征曲线查得基质势值，从而可判断该土壤含水量对植物的有效程度。
在实际工作中，土壤水分特征曲线最好通过实验求得，因为影响水分特征曲线的主要因素有土壤性质、结构、温度以及水分变化过程（吸湿过程或脱湿过程）等。
同时，由于测定方法所需时间较长，尤其是低势能段（以吸附力作用为主），水分移动较慢，其能量平衡时间较长，测定的精度也并不十分理想，所以许多学者提出土水势与土
壤湿度变化间的经验公式，但这些经验公式只能在特定的条件下才可使用，并无普遍使用价值。
总的来说，水分特征曲线是理解和研究土壤水分动态和植物水分关系的重要工具。
土壤水分特征曲线的滞后现象
土壤水分特征曲线的滞后现象嘿，你有没有想过土壤就像一个神秘的小世界？这里面啊，土壤水分特征曲线的滞后现象可真是个超级有趣的事儿呢。
我有个朋友叫小李，他是个种地的。
有一次啊，他就特别纳闷。
他发现啊，同样的一块地，土壤吸水的时候和放水的时候，表现可完全不一样。
他就跑来问我这个对土壤有点研究的人。
我就跟他说啊，这就是土壤水分特征曲线的滞后现象在捣鬼呢。
那什么是土壤水分特征曲线呢？简单来说，就是土壤里的水分含量和土壤水势之间的一种关系。
就好比两个人在跳舞，一个是水分含量，一个是水势，它们的舞步可有着特定的规律。
可是这滞后现象啊，就像是这两个舞者突然开始乱了阵脚，但其实又有着自己独特的逻辑。
咱就拿生活中的例子来说吧。
你看那海绵，你把它放进水里吸水的时候，它吸水的速度和程度，和你把吸饱水的海绵拿出来挤水的时候，肯定不一样吧。
土壤也是这样，不过比海绵可复杂多啦。
土壤里有很多孔隙，大孔隙就像宽敞的大道，小孔隙就像窄小的胡同。
当水分开始进入土壤的时候，就像是一群人涌进一个地方。
水啊，首先会选择那些宽敞的大道，也就是大孔隙，很容易就进去了。
这个时候，土壤吸水的情况就遵循一种曲线关系。
可是当土壤要放水的时候呢，情况就变了。
那些在大孔隙里的水啊，就像是住在大房子里的人，不太愿意离开，而小孔隙里的水呢，可能反而会先出来一些。
这就导致了放水的曲线和吸水的曲线不一样，这就是滞后现象啊。
我还有个老师，他对这个现象有自己独特的看法。
他说这土壤就像一个有个性的孩子。
吸水的时候啊，就像是孩子在高兴地接受礼物，来者不拒，大孔隙小孔隙都能进。
可是放水的时候呢，就像是孩子舍不得把自己的宝贝拿出来，扭扭捏捏的。
这虽然是个很有趣的比喻，但也真的很形象地说明了土壤的这种特性。
这土壤水分特征曲线的滞后现象啊，对农业啊影响可大了呢。
像小李种地的时候，如果不了解这个现象，就可能会在灌溉的时候出问题。
要是按照吸水的曲线来判断放水的情况，那可能就会给农作物浇太多或者太少的水。
土壤水分特征曲线受温度影响曲线
一、土壤水分特征曲线的概念和意义土壤水分特征曲线是描述土壤中水分含量与毛管压力之间的关系的一条曲线，其反映了土壤对水分的保持能力和气泡点、毛管点等重要水分特性参数。
而土壤水分特征曲线受温度影响曲线则是对土壤水分特征曲线在不同温度条件下的变化规律进行研究的结果。
土壤水分特征曲线的研究对于农业生产、生态环境保护等领域具有重要意义。
通过了解土壤水分特征曲线，我们可以更好地进行灌溉调控和土壤水分管理，提高农作物产量和质量；同时也能够有效评估土壤水分的保持能力，指导土地利用和保护工作。
研究土壤水分特征曲线受温度影响曲线对于优化农业生产、保护生态环境都具有重要意义。
二、土壤水分特征曲线受温度影响的原理和影响因素1. 温度对土壤孔隙结构的影响：温度的变化会影响土壤孔隙结构的稳定性和大小分布，从而影响土壤水分的保持能力和运移性。
2. 温度对土壤颗粒间作用力的影响：温度变化会影响土壤中水分和孔隙空气的物理状态，从而改变土壤颗粒间的相互作用力，进而影响土壤水分特征曲线的形态和参数。
3. 温度对土壤水分的运移性和渗透性的影响：温度的升高会使土壤中水分的粘附力和毛细管吸力减小，同时会加快土壤中水分的蒸发和渗透过程，从而对土壤水分特征曲线产生影响。
4. 温度对土壤有机质分解的影响：温度的升高会促进土壤中有机质的分解，从而影响土壤结构和水分保持能力。
土壤水分特征曲线受温度影响曲线受到了多种因素的影响，包括土壤孔隙结构、颗粒间作用力、水分运移性和有机质分解等，这些因素相互作用最终导致了土壤水分特征曲线的变化。
三、个人观点和理解个人认为，研究土壤水分特征曲线受温度影响曲线对于有效利用土壤水分资源、提高农作物产量和质量具有重要意义。
通过对土壤水分特征曲线受温度影响的研究，可以更好地指导土地利用和保护工作，促进生态环境的可持续发展。
四、总结与回顾通过本文的介绍，我们了解了土壤水分特征曲线以及它受温度影响的基本原理和重要影响因素。
个人也共享了自己对于这个主题的观点和理解。
土壤水分特征曲线出现滞后现象的原因可用
土壤水分特征曲线出现滞后现象的原因可用土壤水分特征曲线是土壤物理学研究中的重要内容之一，它可以表征土壤的水分含量与土壤吸力之间的关系，并通过曲线的形态反映土壤的物理性质。
然而，许多研究发现，土壤水分特征曲线出现了滞后现象，即曲线的上升与下降方向不一致，这一现象被广泛关注和研究。
本文将从土壤物理学、土壤水文学等角度分析土壤水分特征曲线出现滞后现象的原因，并提出相应的解决措施，以便更好地利用土地资源，实现土地的可持续利用。
一、土壤水分特征曲线的定义及意义土壤水分特征曲线是指土壤中的水分含量与土壤吸力之间的关系曲线，也称为土壤水分保持曲线。
其中，土壤水分含量是指单位体积土壤中所含的水分质量，常用百分比表示；土壤吸力是指单位面积土壤所受的水势差，常用千帕表示。
土壤水分特征曲线通常由两条曲线组成，即吸力-水分含量曲线和吸力-土壤水力导数曲线。
土壤水分特征曲线的主要作用是描述土壤中的水分运移和分布情况，为土壤水分管理、地下水资源利用、灌溉和排水等工程提供基础数据。
同时，通过对土壤水分特征曲线进行分析，可以了解土壤的物理性质、水分传递特性和生态环境的改善等方面的信息，对于实现人类社会的可持续发展具有重要意义。
二、土壤水分特征曲线的滞后现象原因及分析土壤水分特征曲线的滞后现象是指曲线的上升和下降方向不一致，通常表现为上升曲线比下降曲线陡峭，有时还会出现曲线折线的情况。
目前，对于土壤水分特征曲线滞后现象的研究很多，主要总结为以下几个原因：1、土壤孔隙度的变化土壤孔隙度是土壤中空隙所占总体积的百分比，它是土壤储存水分的主要空间。
当土壤孔隙度发生变化时，土壤中的水分含量也会发生相应变化。
研究表明，土壤孔隙度与水分含量之间存在正比关系，但是土壤孔隙度的变化速度大于水分含量的变化速度，因此导致曲线出现滞后现象。
2、土壤结构的影响土壤结构是土壤物理性质的重要组成部分，它决定着土壤中水分的分布与移动。
当土壤结构发生变化时，例如土壤发生压实、冻融等现象，会影响土壤中的孔隙度和空隙的尺寸分布，导致水分含量的变化速度与土壤吸力的变化速度不一致，从而使土壤水分特征曲线出现滞后现象。
张力计法测定土壤水分特征曲线
三、仪器设备
试验装置主要由有机玻璃多孔土盒、 张力计杆、瓷头、毛细玻璃管、水银槽、 尼龙管、支架等组成(见图2)。
尼龙管
(H)
毛细玻璃管 有机玻璃 多孔土盒 支架 水银槽 陶土头
初始脱湿过程 主要脱湿过程
张力计杆
主要吸湿过程
土壤含水率（θ）
图1. 土壤水分特征曲线
图2. 土壤水分特征曲线测定装置
四、操作步骤
ห้องสมุดไป่ตู้
Pt P0
进而得到：
m
1
w
( Pt P0 )
取 w＝1g/cm3 ，
则上面方程变为： m ( Pt P0 ) 所以张力计在系统达到平衡时测得的是土壤基模势。张力计内水承 受的压力在测定土壤基模势时都低于一个大气压，必然有空气 通过陶头和压力计水银或水往压力计不断地扩散到张力计中去， 这是因为气体在不同压力下在溶液中的溶解度不同和分压不同 所致。
w0 wt
0 w
在不考虑温度影响时，得
0 w0 w p m R
0 wt w st
1
，在标准状态下纯自由水的化学势； 式中： p ，土壤水压力势； m ，土壤基模势； R ，土壤水溶质势； st ，张力计中水的溶质势； w ，水的密度(在 Pt - P0 范围内假定不发生变化)。 P ，张力计内水承受的压力。
二、实验原理
张力计工作原理:内部充满无气水的张力计(陶土头先饱和)，安设于土 壤中，要使陶土头与土壤紧密接触。从热力学观点来分析，可以把张力 计与土壤看作一个系统，这个系统中张力计内的水通过陶头多孔壁(或 称膜)与土壤孔隙中的水相联通。在平衡过程中有少量的水从陶头流入 土壤或从土壤流进陶头内。 当达到平衡时，土壤水的化学势( w 0 )与张力计内水的（ wt ）相等。 即：
土壤水分特征曲线拟合retc
土壤水分特征曲线拟合retc
土壤水分特征曲线是描述土壤含水量与土壤水势之间关系的曲线，常用的特征曲线模型之一是广义互助特征曲线模型
（RETС，Retention-Θ-Curve）。
这个模型可以用来拟合土壤
中的孔隙含水量与土壤水势之间的关系。
RETС曲线模型的公式如下：
Θ(h)=Θr+(Θs-Θr)((-h)^(1/b)-1)^(a)
其中，Θ(h)是土壤含水量，Θr是残余含水量，Θs是饱和含水量，h是土壤的水势，a和b是曲线模型的参数。
可以通过试验数据或者数据采集来利用最小二乘法对RETС
曲线模型进行拟合，找到最佳的参数a和b，从而得到拟合的
曲线。
常见的拟合方法包括线性拟合、非线性最小二乘法拟合等，具体的拟合方法和计算过程可以通过数学软件（如MATLAB、Python等）来实现。
需要注意的是，RETС曲线模型仅适用于某些类型土壤的特征
曲线拟合，对于不同类型的土壤可能需要选择其他适合的模型。
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研究生课程论文封面课程名称土壤水动力学教师姓名研究生姓名研究生学号研究生专业所在院系类别:日期: 2012 年1月7 日评语对课程论文的评语:平时成绩：课程论文成绩：总成绩：评阅人签名：注：1、无评阅人签名成绩无效；2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效；3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。
水分特征曲线测定实验报告1 实验的目的要求理解水分特征曲线的含义，掌握水分特征曲线的测定方法，以及比较不同土壤水分特征曲线的特点。
2 实验的原理土壤水的基质势（或土壤吸力）与土壤含水量之间的关系曲线称为土壤水分特征曲线或土壤持水曲线（soil water retention function ）。
土壤水分特征曲线表示土壤水的能量和数量之间的关系，是研究土壤水分的保持和运动所用到的反映土壤水分基本特性的曲线。
各种土壤的水分特征曲线均需由实验测定。
水分特征曲线仪主要由陶土头、集气管、压力传导管、水银测压计（由玻璃管和水银槽组成）、观测板以及样品容器组成，其结构如图1所示。
图1 水分特征曲线仪结构图1.样品容器；2.陶土头；3.集气管；4.压力传导管；5.水银测压计；6.观测板；7.水银槽陶土头是仪器的传感部件，由具有均匀微细孔隙的陶土材料制成，当仪器内充满水使陶土头被水饱和时，陶土头管壁就形成张力相当大的一层水膜，陶土头与土壤充分接触后，土壤水与其内部的水体通过陶土头建立了水力联系，在一定的压差范围内，水分和溶质可以通过陶土头管壁，而气体则不能通过，即所谓透水不透气。
因此，如果陶土头内外之间存在压力差，水分就会发生运动，直至内外压力达到平衡为止。
这时，通过水银压力表测定的负压值就是陶土头所在位置土壤水的基质势。
陶土头所在位置的压力水头（基质势或负压）的计算公式为：w m w m m h h h h h h --=-+-=6.12)(6.13式中h 为压力水头，h m 为压力表中水银柱高度（以水银槽水银液面为基准面），h m 是水银槽液面到陶土头中心位置的垂直距离。
3 实验的步骤1） 准备无气水若干、与陶土头直径相当的钻头一个、注射器一个、刻度尺一把、透水石若干、电子天平一台、记录表格若干及其它辅助器材如烧杯、橡皮、铅笔等。
2） 按图1组装好仪器，检查仪器是否漏气；用无气水浸泡陶土头（无气水要淹没整个陶土头）并注入无气水与其相连的连通管中，浸泡时间要一般需24小时以上，以除去其表面的气泡。
在确认仪器没有问题以及没有气泡存在时，重新换入无气水（换水后，要确保连通管中无气泡），用电子天平称量此时的仪器重量，并做记录。
3） 装样：装样时，保证陶土头与土样接触良好，同时检查各部件的接口处是否密封完好。
4） 饱和土样，把盛土样的仪器放在透水石上，水面最好与透水石持平，时间一般在24个小时以上。
称量饱和后的重量（包括仪器及土样），并做好记录。
5） 一定时间后，读取观测板水银柱凸液面的高度，同时称重（仪器及土样总重）。
称重时注意不要碰撞仪器，以免漏气或陶土头与样品接触不良造成实验失败。
开始测量时，要密切注意水银柱读数的变化，不同土样其变化差异较大；应持续观察，在有较大变化时测量一次；在掌握其变化规律后，视土面蒸发变化情况定时测量；每天可测一至两次。
随着时间的延长，压力传导管以及集气管中可能存在少量气泡，在气泡没有连通形成断点时，不必换无气水；在气泡连通形成断点后，必须更换仪器中的水。
6） 在测量后期（土壤负压在760cm 水柱高度左右），如果更换无气水后，在下次测量时，又形成很多断点，这时应该停止测量，即此时的负压已超出了该仪器的测量范围。
停止测量后，取仪器中的土样，放在烘箱中，105o C 烘24小时，称量仪器与干土样的重量，确定土样干容重。
7） 计算土壤的体积含水量（重量含水量*干容重）与相应的土壤负压值，根据van Genuchten 公式，利用statistic 非线性程序包或RETC 软件进行参数拟合，即可获得此时的水分特征曲线。
()[]⎪⎩⎪⎨⎧≥<+-+=0h0h 1s mn r s r h h θαθθθθ式中：s θ为饱和含水量；r θ为凋萎含水量；h 代表负压；θ代表体积含水量；α、m 、n 为待定系数，m=1-1/n ，由土壤的性质确定。
4 实验数据记录于2011年11月26日开始本次实验；11月26日至12月12日每天记录并观测板水银柱凸液面的高度，同时称重，数据记录如表所示；2012年1月5日，完成实验土样的烘干称重，以及实验数据的初步整理工作。
表1 实验记录表仪器+饱水土重（g）5235 其它仪器重（除环刀（g) 2103.3 环刀+饱水土重（g) 3131.7 环刀+干重（g）1931.1 环刀重（g) 1477.6 环刀直径（cm）14.75 环刀高（cm） 5表2 水分特征曲线测量记录表水银柱读数（cm）土壤负压（cm）仪器+水+土样重（g）土壤含水量（g）土壤重量含水量（%）土壤体积含水量（%）2.2 -25.92 5216.1 361.8 0.2841 0.4233 2.5 -29.7 5210.2 355.9 0.2795 0.41642.78 -33.228 5196.1 341.8 0.2684 0.39993.1 -37.26 5192.7 338.4 0.2657 0.39604.3 -52.38 5174.3 320 0.2513 0.3744 4.65 -56.79 5168.5 314.2 0.2467 0.3676 7.3 -90.18 5147 292.7 0.2299 0.3425 7.8 -96.48 5142.5 288.2 0.2263 0.337210 -124.2 5129.7 275.4 0.2163 0.3222 10.4 -129.24 5126.4 272.1 0.2137 0.318413.7 -170.82 5114.8 260.5 0.2046 0.304814.05 -175.23 5113.5 259.2 0.2035 0.303317.7 -221.22 5103.8 249.5 0.1959 0.291918.32 -229.032 5102.2 247.9 0.1947 0.290119.6 -245.16 5098.8 244.5 0.1920 0.286122.9 -286.74 5092.8 238.5 0.1873 0.279123.2 -290.52 5091.9 237.6 0.1866 0.278024.2 -303.12 5089.9 235.6 0.1850 0.275724.4 -305.64 5089.1 234.8 0.1844 0.274725.9 -324.54 5087.1 232.8 0.1828 0.2724 32.4 -406.44 5077.1 222.8 0.1750 0.260737 -464.4 5071 216.7 0.1702 0.2536 39.5 -495.9 5069.8 215.5 0.1692 0.2522 48.2 -605.52 5059.7 205.4 0.1613 0.240356 -703.8 5046.7 192.4 0.1511 0.2251 66.6 -837.36 5036.7 182.4 0.1432 0.2134 71.5 -899.1 5019.2 164.9 0.1295 0.1929 73.5 -924.3 4997.5 143.2 0.1125 0.16765 实验数据处理将表2的土壤吸力和体积含水量输入到RETC软件中，参数设置如表3所示：表3 RETC软件参数设置设置项设置内容Type of Problem 选择Retention data onlyScale Units Length Units选择cm ,Time Units选择DaysType of Retention/Conductivity每个模型都进行一次模拟，选取R值最大的一个进行模拟预测ModelSoil Hydraulic Parameters Fitted参数勾选Qr QS Alpha n;Soil Catalog for Initial 选择siltRetention Pressure对应土壤吸力，Theta对应体积含水量，注意体积含水量不能填百分制的，否则拟合溢出，无结果。
Run RETC选择不同的土壤水分特征曲线函数进行参数拟合，各特征曲线对应的相关系数R和参数拟合结果如表4所示：表4 不同土壤特征曲线函数对应的R值和参数拟合结果Retention Curve Model Conductivity R θrθsαn van Genuchten [1980]，variable m and n Mualem 0.97543559 0.05423 0.45883 0.01559 1.00500 van Genuchten [1980]，variable m and n Burdine 0.82606832 0.14773 0.43655 0.01629 2.00500 van Genuchten [1980]，m = 1 - 1/n Mualem 0.97554343 0.45311 0.02496 1.24858 van Genuchten [1980]，m = 1 - 2/n Burdine 0.97207226 0.43086 0.02798 2.22046 Brooks and Corey [1964] Mualem 0.96575377 0.40890 0.02569 0.20543 Brooks and Corey [1964] Burdine 0.96575377 0.40890 0.02569 0.20543 Kosugi [1996] (log normal distribution model) Mualem 0.97745369 0.80499 34.9520 5.04147 Dual-porosity model Mualem 0.97451325 0.46856 0.10361 1.143656 研究成果及结论分析表4，本应该选择R值最大的log normal distribution model ，但是为了方便计算，并且van Genuchten模型与log normal distribution模型R相差不大，因此采用van Genuchten模型进行拟合，土壤水分特征曲线如图2所示：图2 土壤水分特征拟合曲线67参数拟合结果：饱和含水量θs=0.45311，凋萎含水量θr=0；α=0.02496；n=1.24858；m=1-1/n=1-1/1.24858=0.1991，故负压h 与体积含水量θ的关系曲线方程为：()[]⎪⎩⎪⎨⎧≥<+=0h 45311.0 0h h 02496.0145311.0h 1991.0θ 由图2可看出，实测值与拟合曲线吻合程度很高，我们认为模型的选择和参数的拟合结果是合理的。