土壤—饱和导水率(渗透系数)的测定—渗透筒法pdf

土壤饱和导水率测定——环刀法

土壤饱和导水率测定——环刀法1．测定意义：土壤饱和导水率（土壤渗透率）：单位水势梯度下水分通过垂直于水流方向的单位截面积饱和土壤水的流速。

土壤处水饱和状态时，便需用饱和导水率计算其通量。

饱和导水率也是土壤最大可能导水率，常以它作为参比量，比较不同湿度条件下土壤的导水性能。

土壤渗透性是土壤重要的特性之一，它与大气降水和灌溉水几乎完全进入土壤，并在其中贮存起来，而在渗透性不好的情况下，水分就沿土表流走，造成侵蚀。

饱和导水率（渗透系数）与土壤孔隙数量、土壤质地、结构、盐分含量、含水量和温度等有关。

2. 测定原理土壤饱和导水率系在单位水压梯度下，通过垂直于水流方向的单位土壤截面积的水流速度，又称土壤渗透系数。

本法可在田间进行测定，但易受下层土体性质的影响。

在饱和水分的土壤中，土壤饱和导水率（渗透系数）根据达西（H.Darcy）定律：K=Q×L (1)S×t×h公式中：K——饱和导水率（渗透系数），cm/s；Q——流量，渗透过一定截面积S（cm2）的水量，mL；L——饱和土层厚度，渗透经过的距离，cm；S——环刀横截面积，cm2；t——渗透过水量Q时所需的时间，s；h——水层厚度，水头（水位差），cm。

饱和导水率（渗透系数）K的量纲为cm/s或mm/min或cm/h或m/d。

从达西定律可以看到，通过某一土层的水量，与其截面积、时间和水层厚度（水头）呈正比，与渗透经过的距离（饱和土层厚度）呈反比，所以饱和导水率（渗透系数）是土壤所特有的常数。

3. 仪器环刀（容积100cm3），量筒（100mL、10ml），烧杯（100mL），漏斗，秒表，温度计。

4.操作步骤4.1在室外用环刀取原状土样，带回室内浸入水中。

一般砂土浸4h~6h，壤土浸8h~12h，粘土浸24h。

浸水时要保持水面与环刀上口平齐，勿使水淹到环刀上口的土面。

4.2在预定时间将环刀取出，除去盖子，在上面套上一个空环刀，接口处先用胶布封好，再用熔蜡粘合，严防从接口处漏水。

土壤饱和导水率的田间测定

土壤饱和导水率的田间测定① 朱安宁张佳宝陈德立(南京农业大学资源与环境科学学院　南京　210095)　(中国科学院南京土壤研究所)　(澳大利亚墨尔本大学)摘　要本文简述了圆盘渗透仪(disc permeameter)在田间条件下测定土壤饱和导水率的原理及方法。

该方法在测定时田间土壤饱和导水率附加了一个负压Ψo,因而可以控制土壤入渗孔隙的孔径大小、排除土壤裂缝和蚯蚓孔洞对测定的影响,具有操作简便,测定精度高等优点。

关键词圆盘渗透仪;土壤饱和导水率;田间;测定土壤饱和导水率是土壤重要的物理性质之一〔1〕。

它是计算土壤剖面中水的通量和设计灌溉、排水系统工程的一个重要土壤参数〔2〕。

但是,田间现场测定土壤饱和导水率(K s)一直是土壤水动力学研究中的一大难题,耗时费力,给土壤水动力学特性的研究带来诸多不便。

目前,土壤饱和导水率测定的方法很多,室内有定水头渗透仪法、变水头渗透仪法等;田间现场测定比较成功的方法是采用双环法,该方法一般只用于测定表土层的入渗能力〔3〕,但耗水量大,实际操作很麻烦。

圆盘渗透仪(disc permeameter)用来测定土壤饱和导水率,前人都是通过田间取样,然后在实验室内完成。

但是,由于土壤的空间变异性较大,往往不易得到精确的结果,因此如何使实验土柱内的土样和天然情况下一致,以及如何使土样有足够的代表性是应用此方法进行测定必须慎重考虑的问题〔3〕。

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,这里就澳大利亚悉尼生产的CSIRO圆盘渗透仪(如图1)在田间测定土壤饱和导水率的基本原理和方法作一简单介绍。

土渗透性与渗流问题与测定方法

§3.3 渗透系数及其测定方法
四、成层土的渗透系数
1.水平渗透系数
q1x k1 qx q2x k2
q3x k3
H1 H2 H H3
通过整个土层的总渗流量qx应为各土层渗流量之总和
n
qx q1x q2x qnx qix i1
平均渗透系数
达西定律
qx kxiH
n
qix k1iH 1 k2iH 2 kniH n
如:地面隆起现象(流土)、细粒被带出现象（管涌） 3.渗流控制问题渗流量和渗透变形不满足设计要求，应采取工程措施
第三章土的渗透性与渗流问题
§3.2 达西渗透定律
土体中的孔隙的形状和大小是很不规则的，水流在孔隙中的流动是比较复杂的水流现象，由于孔隙较小，因此渗透水流的水头损失很大，流速较慢，流态一般属于层流流动
§3.2 达西渗透定律
一、达西定律
1856年法国学者 Darcy对砂土的渗透性进行研究
结论：
水在土中的渗透速度与试样的水力梯度成正比
达西定律
v=ki
水力梯度，即沿渗流方向单位距离的水头损失
§3.2 达西渗透定律
二、达西定律适用范围
讨论：
v
砂土的渗透速度与水力
v=ki
梯度呈线性关系
密实的粘土，需要克服结
i 1
整个土层与层面平行的等效渗透系数
1 n
kx
H
ki Hi
i1
§3.3 渗透系数及其测定方法
2.垂直渗透系数
qy
k1
q1y H1
k2
q2y H2 H
k3
q3y H3
根据水流连续定理，通过整个土层的渗流量等于通过各土层的渗流量

土壤—饱和导水率(渗透系数)的测定—渗透筒法pdf

FHZDZTR0020 土壤饱和导水率（渗透系数）的测定渗透筒法F-HZ-DZ-TR-0020土壤—饱和导水率（渗透系数）的测定—渗透筒法1 范围本方法适用于田间土壤饱和导水率（渗透系数）的测定。

2 原理土壤饱和导水率系在单位水压梯度下，通过垂直于水流方向的单位土壤截面积的水流速度，又称土壤渗透系数。

本法可在田间进行测定，但易受下层土体性质的影响。

在饱和水分的土壤中，土壤的饱和导水率（渗透系数）是根据达西（H. Darcy ）定律：K =ht S L Q ×××……（1）式（1）中：K ——饱和导水率（渗透系数），cm/s ；Q ——流量，渗透过一定截面积S （cm 2）的水量，mL ；L ——饱和土层厚度，渗透经过的距离，cm ；S ——渗透筒的横截面积，cm 2；t ——渗透过水量Q 时所需的时间，s ；h ——水层厚度，水头（水位差），cm 。

饱和导水率（渗透系数）与土壤孔隙数量、土壤质地、结构、盐分含量、含水量和温度等有关。

饱和导水率（渗透系数）K 的量纲为cm/s 或mm/min 或cm/h 或m/d 。

从达西定律可以看到，通过某一土层的水量，与其截面积、时间和水层厚度（水头）呈正比，与渗透经过的距离（饱和土层厚度）呈反比，所以饱和导水率（渗透系数）是土壤所特有的常数。

图1 渗透筒Q =K ×S ×t ×h /L3 仪器3.1 渗透筒（图1）。

3.2 量筒，500mL 。

3.3 烧杯，400mL 。

3.4 漏斗。

3.5 秒表。

3.6 温度计。

4 操作步骤4.1 测定深度：根据土壤发生层次（A 、B 、C ）进行测定，每一层次要重复测定5次。

A 层测定主要用作设计防止土壤侵蚀的措施及制定灌溉制度。

B 层测定用作设计防止土壤侵蚀的措施及预测该层土壤水分可能停滞的情况，鉴定该层的坚实度和碱化度，并可鉴定该层是否适于作临时灌溉和固定灌溉渠槽。

渗透系数试验方法

渗透系数试验方法渗透系数可是个很有趣的概念呢，它在好多工程和地质研究里都超级重要。

那这个渗透系数的试验方法都有啥呢？一种常见的方法是常水头试验法。

想象一下，有个装满土样的管子，就像个小管道一样。

水从一端源源不断地以固定的水头流进去，然后从另一端流出来。

这个时候呢，我们就可以通过测量流入和流出的水量，还有土样的横截面积、长度这些数据，来算出渗透系数啦。

就像是在观察一群小水滴在土样这个小世界里的旅行速度，是不是很有趣呢？还有变水头试验法呢。

这个和常水头就有点不一样啦。

在这个试验里，水头是会变化的哦。

就好比小水滴的旅程中，推动它们前进的力量不是一直不变的。

我们通过观察水头随时间的变化情况，再结合土样的一些参数，也能算出渗透系数。

这就像是在破解一个小水滴的神秘旅程密码一样。

对于现场原位测试的话，有抽水试验。

在实际的地下环境里，就像在大地这个超级大的场地里做实验。

通过抽水，观察水位的下降情况，再考虑到抽水的流量、含水层的厚度等因素，就能得到渗透系数。

这就像是在和大地玩一个探索游戏，从大地妈妈那里获取小秘密。

另外，还有注水试验。

往地下注水，看水在地下的扩散情况，然后根据注入的水量、压力、时间等各种信息，算出渗透系数。

感觉就像是给大地送个小礼物（水），然后看大地怎么对待这个礼物，从而了解它的渗透特性。

这些试验方法各有各的特点，常水头试验法比较适合渗透性比较大的土样，就像那些比较疏松、容易让水通过的土。

变水头试验法呢，对于渗透性小一些的土样就更合适啦。

而现场原位测试呢，能更真实地反映实际地下的情况，不过操作起来可能会复杂一些。

不管哪种方法，都是为了更好地了解土或者岩石的渗透特性，就像我们去了解一个新朋友的脾气一样，这样在工程建设或者地质研究的时候，就能更好地应对啦。

测定土壤饱和渗透系数的试验方法与结果优化

ＩＶＪｉｅ，ＣＨＥＮＺｈｉ — ｈｕａ，ＧＯＮＧＸｉｎｇ
（１．ＧｒａｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｉｅｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
可靠性较高。
ห้องสมุดไป่ตู้
关键词：土壤；饱和渗透系数；Ｇｕｅｌｐｈ渗透仪法；室内渗透试验；置信区间；可靠性
中图分类号：ＴＵ４１１．４文献标识码：Ａ文章编号：ｌ６７１－１５５６（２Ｏ１３）０５ — ０１４４一Ｏ５
ＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＳｏｉｌＳａｔｕｒａｔｅｄＰｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ
ＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓａｎｄｔｈｅＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＲｅｓｕｌｔｓ
ｔｈｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｏｉｌａｎｄｒｏｃｋ，ｗｈｉｃｈｉｓａｎｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅｉｎｄｅｘｉｎｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ．Ｓｏｉｌ

土壤饱和导水率

1、引言土壤饱和导水率是土壤重要的物理性质之一，它是计算土壤剖面中水的通量和设计灌溉、排水系统工程的一个重要土壤参数，也是水文模型中的重要参数，它的准确与否严重影响模型的精度。

下文介绍了确定饱和导水率的三类方法：按公式计算，实验室测定和田间现场测定，并对其研究现状进行分析，对同类研究有重要的参考价值。

饱和导水率由于土壤质地、容重、孔隙分布以及有机质含量等空间变量的影响空间变异强烈。

王小彬等[1]研究了容重及粒径大小对土壤持水性的影响，并对各种物料处理（或措施）的保水效果及其对土壤持水特征的影响进行了探讨。

研究结果表明，随着容重的增大，土壤的饱和导水率迅速下降；刘洪禄、杨培岭等[2]研究了波涌灌溉土壤表面密实层饱和导水率k与土壤机械组成、土壤容重、供水中断时间的定量关系。

研究结果表明，随着容重的增加，饱和导水率逐渐减小，但随着黏粒含量的增加，饱和导水率的变化率变小；吕贻忠等[3]针对鄂尔多斯沙地生物结皮进行调查，利用人工喷水模拟降雨分析结皮对土壤入渗性能的影响。

结果表明，3种土壤的饱和导水率随着土壤剖面深度的增加呈现出上土层高中间土层低、底土层又升高的趋势，扰动土与原状土的饱和导水率差异较大，达到显著水平，土壤容重、孔隙度、有机质含量、黏粒含量和全盐含量等均对土壤饱和导水率有一定的影响；Helalia认为有效孔隙率与土壤饱和导水率相关性明显。

单秀枝[4]通过测定并分析不同有机质含量的壤质土样的饱和导水率、水分特征曲线、水分扩散率及几个水分常数，研究结果表明，随着有机质含量的增加，土壤饱和导水率呈抛物线变化，当有机质含量为15 g/kg时，饱和导水率达到最大值。

汪志荣、张建丰等[5]根据不同温度条件下的入渗资料，分析了活塞（Green Ampt）公式在温度场中的适用性，认为Green-Ampt公式适用于温度场影响下的土壤水分运动；Hopmans和Duley[6]研究了土壤温度对土壤特性的影响，结论表明，随着温度的增加，土壤饱和导水率增大。

土壤饱和导水率测定——环刀法精编版

土壤饱和导水率测定——环刀法1．测定意义：土壤饱和导水率（土壤渗透率）：单位水势梯度下水分通过垂直于水流方向的单位截面积饱和土壤水的流速。

土壤处水饱和状态时，便需用饱和导水率计算其通量。

饱和导水率也是土壤最大可能导水率，常以它作为参比量，比较不同湿度条件下土壤的导水性能。

土壤渗透性是土壤重要的特性之一，它与大气降水和灌溉水几乎完全进入土壤，并在其中贮存起来，而在渗透性不好的情况下，水分就沿土表流走，造成侵蚀。

饱和导水率（渗透系数）与土壤孔隙数量、土壤质地、结构、盐分含量、含水量和温度等有关。

2. 测定原理土壤饱和导水率系在单位水压梯度下，通过垂直于水流方向的单位土壤截面积的水流速度，又称土壤渗透系数。

本法可在田间进行测定，但易受下层土体性质的影响。

在饱和水分的土壤中，土壤饱和导水率（渗透系数）根据达西（H. Darcy）定律： (1)公式中：K——饱和导水率（渗透系数），cm/s；Q——流量，渗透过一定截面积S（cm2）的水量，mL；L——饱和土层厚度，渗透经过的距离，cm；S——环刀横截面积，cm2；t——渗透过水量Q时所需的时间，s；h——水层厚度，水头（水位差），cm。

饱和导水率（渗透系数）K的量纲为cm/s或mm/min或cm/h或m/d。

从达西定律可以看到，通过某一土层的水量，与其截面积、时间和水层厚度（水头）呈正比，与渗透经过的距离（饱和土层厚度）呈反比，所以饱和导水率（渗透系数）是土壤所特有的常数。

3 . 仪器环刀（容积100cm3），量筒（100mL、10ml），烧杯（100mL），漏斗，秒表，温度计。

4. 操作步骤4.1 在室外用环刀取原状土样，带回室内浸入水中。

一般砂土浸4h~6h，壤土浸8 h~12h，粘土浸24h。

浸水时要保持水面与环刀上口平齐，勿使水淹到环刀上口的土面。

4.2 在预定时间将环刀取出，除去盖子，在上面套上一个空环刀，接口处先用胶布封好，再用熔蜡粘合，严防从接口处漏水。

渗透桶法测定土壤饱和导水率的改进

ＩｐｒｖｍｅｆＳａｕｒｔｄＳｏｌＨｙｒｕｉｎｃｉｉｙＭｅｓｅｍｏｅｎｔｏｔａｅｉｄａｌｃＣｏｄｕｔｖｔａｕｒｄ
ｂｙＵｓｎｅｈｄｏｒｅｔｎｇＢｕｋｔｉｇＭｔｏｆＰｅｍａｉｃｅ
２ＨｄｏｏｉｌｎａｅｅｕｃｓｅａｔｅｔｅｏｉｒＣｎｅａｃｅｈｉｌｎｔ￣ｅＫｎ７０４，Ｃｉ）．ｙｒｌｃｄｗｔｒｓｒｅＤｐｒｎ，ＹｌｗＲｖｏｓｒｎｙＴｃｎｃ［ｉ，ａｇ４５０ｇａａＲｏｍｌｅｖａｓｔｈｎａ
摘
要：透桶法测定土壤饱和导水率所需仪器少、渗价格低、作简单，工作繁杂、度不高，了减少工作量，高试操但精为提
验精度，于马氏瓶定水头供水原理，基对渗透桶法进行了改进，改进后可明显减小工作强度、高试验精度，提不仅能测定
土壤饱和导水率又称土壤渗透系数，为单位水压梯度下通
过垂直于水流方向的单位土壤截面水流速度。土壤饱和导水率是研究、设计水利工程、田排水系统，农以及研究土壤水分移动等工作的重要参数之一，同时也是比较农业土壤渗透性能好坏的一个指标，直接影响作物的生长发育。
第３３卷第８期
２１年８月０１
人
民黄
河
Ｖｏ．３．．１３Ｎｏ８
Ａｕ．，０１ｇ２１
ＹＥＬＬ０Ｗ
ＲＩＶＥＲ
【溉・水】灌供

土壤饱和导水率(渗透系数)测定、渗透仪法

FHZDZTR0022 土壤饱和导水率（渗透系数）的测定饱和导水率仪法F-HZ-DZ-TR-0022土壤—饱和导水率（渗透系数）的测定—饱和导水率仪法1 范围本方法适用于室内土壤饱和导水率（渗透系数）的测定。

2 原理应用饱和导水率仪在被测土样（水饱和）上下两端保持一定的压力差，使水流自下而上流经土样，测定一定时间间隔流经土样的水量，根据达西定律即可计算出土壤饱和导水率（渗透系数）。

对于一般土壤，采用恒水头装置的饱和导水率仪测定，其水头差保持不变，流经土样的水流速度是稳定的。

对导水率小的粘质土壤，采用变水头装置的饱和导水率仪测定，在土样的两端造成较大的压力差，其压力差随时间的推移而变化。

3 仪器3.1 恒水头饱和导水率测定仪（图1）。

图1 恒水头饱和导水率仪3.2 水位电子测计。

3.3 集水圆筒。

3.4 温度计。

3.5 环刀，容积100cm3或250cm3。

4 操作步骤4.1 采样：用环刀在表层或分层采集有代表性的土样，砂土重复取样3个~5个，粘土取样5个~10个。

取好的土样要避免运输时的振动和水分的损失。

粘土土样需用刀尖小心将土样底部剔毛，以恢复土壤的自然结构。

4.2 浸泡：在土样底部放一层滤纸，用纱布小心地将土样的底部包扎好，上端套上集水圆筒，放入水槽中浸泡使之饱和。

槽中的水平面约高出土样顶部1cm，浸泡1d~3d，浸泡时间视土质而定，土质粘重的土壤时间需长些。

4.3 测定：将饱和后的土样置于容器的托板上。

用水位调节器上下移动调节至水位调节器的水位和容器中的水位一致，使集水圆筒内、外保持一个固定水头差（仪器水头差范围2mm~20mm），其大小视土壤质地而定，粘重土壤水头差应大些。

当土样顶部出现水层时，连接虹吸管（管内充满水，且不能有气泡），将集水圆筒内的水导入漏斗，流入量管。

取一定时间间隔（根据流速自行确定），记录不同时段内量管中的水量，直到单位时间流量基本稳定时，该水量为恒定的水流量，此时记录3次~5次作计算用。

土壤渗透系数的测定

土壤渗透系数的测定1 测定意义当土层被水分饱和后，土壤中的水分受重力影响而向下移动的现象称为渗透性。

土壤渗透性是土壤重要的特性之一，它与大气降水和灌溉水几乎完全进入土壤，并在其中贮存起来，而在渗透性不好的情况下，水分就沿土表流走，造成侵蚀。

土壤渗透性与土壤质地、结构、盐分含量、含水量以及湿度等有关。

2 测定原理在饱和水分土壤中，渗透性按照达西公式计算如下：V=K ·I （厘米/秒）L hI式中：V ——渗透速度，每秒钟通过1平方厘米土壤断面的水的流量，以立方厘米表示；I ——水压梯度，即渗透层中单位距离内的水压降；K ——渗透系数，在单位水压梯度（I=1）下，单位时间内通过单位截面积的流量（毫升/分或小时）；h ——土柱上水头差（厘米）即静水压力；L ——发生水分渗透作用的土层的厚度（厘米）即渗透路程。

在时间t 内渗透过一定截面积A （平方厘米）的水量Q ，可以用下列的方程式来表示：Q=V ·A ·t=K ·I ·A ·t因此渗透系数 K=I t A Q⋅⋅（毫升/厘米2/分或小时）土壤渗透性的测定有室外法（渗透筒法）及室内法（环刀法）。

3 测定方法3.1室外测定3.1.1 仪器设备①渗透筒：铁制圆柱形筒，横截面积为1000平方厘米（内径358毫米），高350毫米。

②量筒500ml 和1000ml 各一个。

③小铁筒：打水用。

④温度计：0—50℃⑤秒表或一般钟表⑥木制厘米尺、小刀、斧头等。

3.1.2 测定步骤3.1.2.1、在选择具有代表性的地段上，布置一块约1平方米的圆形（直径113cm ）试验地块，将其周围筑以土埂。

土埂高约30 cm ，顶宽20 cm ，并捣实之。

渗透筒置于中央，应用小刀按筒的圆周向外挖宽2—3cm，深15—20cm小沟，使筒深深嵌入土中。

插好后，把取出的土壤重新填入隙缝并予捣实，防止沿壁渗漏损失。

筒内部为试验区，外部为保护区。

土的渗透性和渗流问题和测定方法

二、平面渗流方程的求解
常用的方法有：解析法、数值法和水电比拟法三种对于边界条件比较简单的渗流可采用解析法对于边界条件较复杂的渗流采用数值法和比拟法任何一种计算方法的结果都可以用流网来表示
第三章土的渗透性与渗流问题
§3.5 渗透力与渗透变形
一、渗透力
水在土体中流动时，会力图拖曳土粒而消耗部分能量引起水头的损失渗透力——渗透水流施加于单位土粒上的拖曳力
常用的有注水（压水）试验和抽水试验两种实验原理都是通过几个井,一个作为实验井,其它作为观察井,抽水或注水后,地下水位会发生变化, 可以推算出渗透系数,实验费用较高
§3.3 渗透系数及其测定方法
2、室内渗透试验
a.常水头试验————整个试验过程中水头保持不变, 适用于透水性大的土，例如
砂土（k>10-3cm/s）
lg
160 52
2.09 105 cm/s
第三章土的渗透性与渗流问题
§3.4 二维渗流与流网
工程中遇到的渗流问题,边界条件要复杂的多,水流在形态上往往是二维或是三维的。
如：闸基的渗流、土坝的渗流等
a
c
b
上游
浸润线下游
流线等势线
§3.4 二维渗流与流网
一、平面渗流的基本方程
达西渗透定律二维形式如下：
J F whA
§3.5 渗透力与渗透变形
渗流作用于单位土体的力
j

J AL

whA
AL
i w
说明：渗透力j是渗流对单位土体的作用力，是一种
体积力，其大小与水力坡降成正比，作用方向与渗流
方向一致，单位为kN/m3
§3.5 渗透力与渗透变形
渗流力的存在，将使土体内部受力发生变化，这种变化对土体稳定性有显著的影响

饱和导水率测量方法

土壤饱和导水率与测定方法
（1）测定原理与方法：土壤饱和导水率是土壤被水饱和时，单位水势剃度下单位时间内通过单位面积的水量。

它是一个重要的土壤水分运动参数，主要反映土壤入渗和透水性能，同时也是估算非饱和导水率，模拟土壤水分运动和溶质运移的重要参数之一。

土壤饱和导水率测定的基本原理是根据饱和状态下多孔介质的达西定律，其基本公式为：
s q K L ∆H =
式中：q 表示土壤水流通量；△H 表示总水势差；L 为水流路径的直线长度；K s 为土壤饱和导水率。

根据这一原理，实验采用变水头方法。

在试验中记录试验土柱高度L ，土柱半径r ，水柱半径R ，测量开始时头H ∆(mm)，测量结束时的水头h ∆以及测量时间t ∆(天),按以下方式计算饱和导水率：
h H t R L
r K ∆∆∆=ln ...22ππ
由于温度对土壤饱和导水率会产生影响，为便于比较不同温度下所测土壤饱和导水率，一般以水温为10℃时的饱和导水率（K 10）为标准，因此将测试所得的土壤饱和导水率按照以下公式换算公式为10℃时的值：
t K K t 03.07.010+=
上式中K 10为温度为10℃时的土壤饱和导水率；K t 为温度为t ℃时的饱和导水率；t 为测定时的温度。

（2）样品采集与处理：各处理土样过2mm 筛，风干，按容重1.45g/cm3装入环刀或圆柱筒，每个土样作4次重复，用水浸泡24小时以上至土壤饱和，将土柱固定在测定装置中进行测量。

土壤饱和导水率

1、引言土壤饱和导水率是土壤重要的物理性质之一，它是计算土壤剖面中水的通量和设计灌溉、排水系统工程的一个重要土壤参数，也是水文模型中的重要参数，它的准确与否严重影响模型的精度。

下文介绍了确定饱和导水率的三类方法：按公式计算，实验室测定和田间现场测定，并对其研究现状进行分析，对同类研究有重要的参考价值。

饱和导水率由于土壤质地、容重、孔隙分布以及有机质含量等空间变量的影响空间变异强烈。

王小彬等[1]研究了容重及粒径大小对土壤持水性的影响，并对各种物料处理（或措施）的保水效果及其对土壤持水特征的影响进行了探讨。

研究结果表明，随着容重的增大，土壤的饱和导水率迅速下降；刘洪禄、杨培岭等[2]研究了波涌灌溉土壤表面密实层饱和导水率k 与土壤机械组成、土壤容重、供水中断时间的定量关系。

研究结果表明，随着容重的增加，饱和导水率逐渐减小，但随着黏粒含量的增加，饱和导水率的变化率变小；吕贻忠等[3]针对鄂尔多斯沙地生物结皮进行调查，利用人工喷水模拟降雨分析结皮对土壤入渗性能的影响。

结果表明， 3 种土壤的饱和导水率随着土壤剖面深度的增加呈现出上土层高中间土层低、底土层又升高的趋势，扰动土与原状土的饱和导水率差异较大，达到显著水平，土壤容重、孔隙度、有机质含量、黏粒含量和全盐含量等均对土壤饱和导水率有一定的影响；Helalia 认为有效孔隙率与土壤饱和导水率相关性明显。

单秀枝[4]通过测定并分析不同有机质含量的壤质土样的饱和导水率、水分特征曲线、水分扩散率及几个水分常数，研究结果表明，随着有机质含量的增加，土壤饱和导水率呈抛物线变化，当有机质含量为15 g/kg 时，饱和导水率达到最大值。

汪志荣、张建丰等[5]根据不同温度条件下的入渗资料，分析了活塞（ Green Ampt ）公式在温度场中的适用性，认为Green-Ampt 公式适用于温度场影响下的土壤水分运动；Hopmans 和Duley [6]研究了土壤温度对土壤特性的影响，结论表明，随着温度的增加，土壤饱和导水率增大。

土壤饱和导水率测定——环刀法资料讲解

土壤饱和导水率测定——环刀法1．测定意义：土壤饱和导水率（土壤渗透率）：单位水势梯度下水分通过垂直于水流方向的单位截面积饱和土壤水的流速。

土壤处水饱和状态时，便需用饱和导水率计算其通量。

饱和导水率也是土壤最大可能导水率，常以它作为参比量，比较不同湿度条件下土壤的导水性能。

土壤渗透性是土壤重要的特性之一，它与大气降水和灌溉水几乎完全进入土壤，并在其中贮存起来，而在渗透性不好的情况下，水分就沿土表流走，造成侵蚀。

饱和导水率（渗透系数）与土壤孔隙数量、土壤质地、结构、盐分含量、含水量和温度等有关。

2. 测定原理土壤饱和导水率系在单位水压梯度下，通过垂直于水流方向的单位土壤截面积的水流速度，又称土壤渗透系数。

本法可在田间进行测定，但易受下层土体性质的影响。

在饱和水分的土壤中，土壤饱和导水率（渗透系数）根据达西（H. Darcy）定律： (1)公式中：K——饱和导水率（渗透系数），cm/s；Q——流量，渗透过一定截面积S（cm2）的水量，mL；L——饱和土层厚度，渗透经过的距离，cm；S——环刀横截面积，cm2；t——渗透过水量Q时所需的时间，s；h——水层厚度，水头（水位差），cm。

饱和导水率（渗透系数）K的量纲为cm/s或mm/min或cm/h或m/d。

从达西定律可以看到，通过某一土层的水量，与其截面积、时间和水层厚度（水头）呈正比，与渗透经过的距离（饱和土层厚度）呈反比，所以饱和导水率（渗透系数）是土壤所特有的常数。

3 . 仪器环刀（容积100cm3），量筒（100mL、10ml），烧杯（100mL），漏斗，秒表，温度计。

4. 操作步骤4.1 在室外用环刀取原状土样，带回室内浸入水中。

一般砂土浸4h~6h，壤土浸8 h~12h，粘土浸24h。

浸水时要保持水面与环刀上口平齐，勿使水淹到环刀上口的土面。

4.2 在预定时间将环刀取出，除去盖子，在上面套上一个空环刀，接口处先用胶布封好，再用熔蜡粘合，严防从接口处漏水。

土壤饱和导水率（渗透系数）测定、渗透仪法

⼟壤饱和导⽔率（渗透系数）测定、渗透仪法FHZDZTR0022 ⼟壤饱和导⽔率（渗透系数）的测定饱和导⽔率仪法F-HZ-DZ-TR-0022⼟壤—饱和导⽔率（渗透系数）的测定—饱和导⽔率仪法1 范围本⽅法适⽤于室内⼟壤饱和导⽔率（渗透系数）的测定。

2 原理应⽤饱和导⽔率仪在被测⼟样（⽔饱和）上下两端保持⼀定的压⼒差，使⽔流⾃下⽽上流经⼟样，测定⼀定时间间隔流经⼟样的⽔量，根据达西定律即可计算出⼟壤饱和导⽔率（渗透系数）。

对于⼀般⼟壤，采⽤恒⽔头装置的饱和导⽔率仪测定，其⽔头差保持不变，流经⼟样的⽔流速度是稳定的。

对导⽔率⼩的粘质⼟壤，采⽤变⽔头装置的饱和导⽔率仪测定，在⼟样的两端造成较⼤的压⼒差，其压⼒差随时间的推移⽽变化。

3 仪器3.1 恒⽔头饱和导⽔率测定仪（图1）。

图1 恒⽔头饱和导⽔率仪3.2 ⽔位电⼦测计。

3.3 集⽔圆筒。

3.4 温度计。

3.5 环⼑，容积100cm3或250cm3。

4 操作步骤4.1 采样：⽤环⼑在表层或分层采集有代表性的⼟样，砂⼟重复取样3个~5个，粘⼟取样5个~10个。

取好的⼟样要避免运输时的振动和⽔分的损失。

粘⼟⼟样需⽤⼑尖⼩⼼将⼟样底部剔⽑，以恢复⼟壤的⾃然结构。

4.2 浸泡：在⼟样底部放⼀层滤纸，⽤纱布⼩⼼地将⼟样的底部包扎好，上端套上集⽔圆筒，放⼊⽔槽中浸泡使之饱和。

槽中的⽔平⾯约⾼出⼟样顶部1cm，浸泡1d~3d，浸泡时间视⼟质⽽定，⼟质粘重的⼟壤时间需长些。

4.3 测定：将饱和后的⼟样置于容器的托板上。

⽤⽔位调节器上下移动调节⾄⽔位调节器的⽔位和容器中的⽔位⼀致，使集⽔圆筒内、外保持⼀个固定⽔头差（仪器⽔头差范围2mm~20mm），其⼤⼩视⼟壤质地⽽定，粘重⼟壤⽔头差应⼤些。

当⼟样顶部出现⽔层时，连接虹吸管（管内充满⽔，且不能有⽓泡），将集⽔圆筒内的⽔导⼊漏⽃，流⼊量管。

取⼀定时间间隔（根据流速⾃⾏确定），记录不同时段内量管中的⽔量，直到单位时间流量基本稳定时，该⽔量为恒定的⽔流量，此时记录3次~5次作计算⽤。

渗透桶法测定土壤饱和导水率的改进

渗透桶法测定土壤饱和导水率的改进
刘亚敏;程林
【期刊名称】《人民黄河》
【年(卷),期】2011(033)008
【摘要】渗透桶法测定土壤饱和导水率所需仪器少、价格低、操作简单,但工作繁杂、精度不高,为了减少工作量,提高试验精度,基于马氏瓶定水头供水原理,对渗透桶法进行了改进,改进后可明显减小工作强度、提高试验精度,不仅能测定土壤的饱和导水率,还能测定土壤孔隙水的流速.
【总页数】2页(P106-107)
【作者】刘亚敏;程林
【作者单位】河北工程大学水电学院,河北邯郸056021;黄河水利职业学院水文水资源系,河南开封475004
【正文语种】中文
【中图分类】S152.7
【相关文献】
1.预测天然文岩渠流域土壤饱和导水率的土壤转换函数方法比较研究 [J], 李慧霞;刘建立;朱安宁;张均华
2.应用土壤质地预测干旱区葡萄园土壤饱和导水率空间分布 [J], 李涛;李晓琳;郝新梅;康绍忠
3.黄土高寒区小流域土壤饱和导水率和土壤密度的分布特征 [J], 李平;王冬梅;丁聪;任远
4.土壤传递函数在计算土壤饱和导水率中的应用 [J], 李晓鹏;张佳宝;吉丽青;朱安宁;刘金涛
5.藏东南典型小流域土壤饱和导水率和土壤容重空间分布 [J], 张湘潭;曾辰;张凡;央宗
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土壤饱和导水率

1、引言土壤饱和导水率是土壤重要的物理性质之一，它是计算土壤剖面中水的通量和设计灌溉、排水系统工程的一个重要土壤参数，也是水文模型中的重要参数，它的准确与否严重影响模型的精度。

下文介绍了确定饱和导水率的三类方法：按公式计算，实验室测定和田间现场测定，并对其研究现状进行分析，对同类研究有重要的参考价值。

饱和导水率由于土壤质地、容重、孔隙分布以及有机质含量等空间变量的影响空间变异强烈。

王小彬等[1]研究了容重及粒径大小对土壤持水性的影响，并对各种物料处理（或措施）的保水效果及其对土壤持水特征的影响进行了探讨。

研究结果表明，随着容重的增大，土壤的饱和导水率迅速下降；刘洪禄、杨培岭等[2]研究了波涌灌溉土壤表面密实层饱和导水率k与土壤机械组成、土壤容重、供水中断时间的定量关系。

研究结果表明，随着容重的增加，饱和导水率逐渐减小，但随着黏粒含量的增加，饱和导水率的变化率变小；吕贻忠等[3]针对鄂尔多斯沙地生物结皮进行调查，利用人工喷水模拟降雨分析结皮对土壤入渗性能的影响。

结果表明，3种土壤的饱和导水率随着土壤剖面深度的增加呈现出上土层高中间土层低、底土层又升高的趋势，扰动土与原状土的饱和导水率差异较大，达到显著水平，土壤容重、孔隙度、有机质含量、黏粒含量和全盐含量等均对土壤饱和导水率有一定的影响；Helalia认为有效孔隙率与土壤饱和导水率相关性明显。

单秀枝[4]通过测定并分析不同有机质含量的壤质土样的饱和导水率、水分特征曲线、水分扩散率及几个水分常数，研究结果表明，随着有机质含量的增加，土壤饱和导水率呈抛物线变化，当有机质含量为15 g/kg时，饱和导水率达到最大值。

汪志荣、张建丰等[5]根据不同温度条件下的入渗资料，分析了活塞（Green Ampt）公式在温度场中的适用性，认为Green-Ampt公式适用于温度场影响下的土壤水分运动；Hopmans和Duley[6]研究了土壤温度对土壤特性的影响，结论表明，随着温度的增加，土壤饱和导水率增大。

土壤渗透系数的测定

土壤渗透系数的测定1 测定意义当土层被水分饱和后，土壤中的水分受重力影响而向下移动的现象称为渗透性。

土壤渗透性是土壤重要的特性之一，它与大气降水和灌溉水几乎完全进入土壤，并在其中贮存起来，而在渗透性不好的情况下，水分就沿土表流走，造成侵蚀。

土壤渗透性与土壤质地、结构、盐分含量、含水量以及湿度等有关。

2 测定原理在饱和水分土壤中，渗透性按照达西公式计算如下：V=K ·I （厘米/秒）L hI =式中：V ——渗透速度，每秒钟通过1平方厘米土壤断面的水的流量，以立方厘米表示；I ——水压梯度，即渗透层中单位距离内的水压降；K ——渗透系数，在单位水压梯度（I=1）下，单位时间内通过单位截面积的流量（毫升/分或小时）；h ——土柱上水头差（厘米）即静水压力；L ——发生水分渗透作用的土层的厚度（厘米）即渗透路程。

在时间t 内渗透过一定截面积A （平方厘米）的水量Q ，可以用下列的方程式来表示：Q=V ·A ·t=K ·I ·A ·t因此渗透系数 K=I t A Q⋅⋅（毫升/厘米2/分或小时）土壤渗透性的测定有室外法（渗透筒法）及室内法（环刀法）。

3 测定方法3.1室外测定3.1.1 仪器设备①渗透筒：铁制圆柱形筒，横截面积为1000平方厘米（内径358毫米），高350毫米。

②量筒500ml和1000ml各一个。

③小铁筒：打水用。

④温度计：0—50℃⑤秒表或一般钟表⑥木制厘米尺、小刀、斧头等。

3.1.2 测定步骤3.1.2.1、在选择具有代表性的地段上，布置一块约1平方米的圆形（直径113cm）试验地块，将其周围筑以土埂。

土埂高约30 cm，顶宽20 cm，并捣实之。

渗透筒置于中央，应用小刀按筒的圆周向外挖宽2—3cm，深15—20cm小沟，使筒深深嵌入土中。

插好后，把取出的土壤重新填入隙缝并予捣实，防止沿壁渗漏损失。

筒内部为试验区，外部为保护区。

土的渗透试验

关键
壤土
壤土水利工程中常用的筑坝材料．在筑坝的过程中由于是分层填筑且在施工中局部土料易夹杂风化砂岩及大小不等的砂砾石取样：用环刀切取土中夹砂的试样时应特别仔细，最好避开土中砂粒。实在无法躲避，为了消除试样与环刀内壁之间形成的小渗径。须仔细的用土将环刀两面暴露的小空隙填实。准备试样：对夹杂砂粒较多的壤土土样。应视土样的密实程度确定浸泡的时间
常水头：在整个过程中，始终保持恒定的水头，水头差也不发生变化，土中的渗流出狱稳定渗流状态。
试验方法
变水头：在整个过程中，试样顶部的水头顶部的水头随时间而变化，则试样两端的水头差随时间发生变化，利用水头变化与渗流通过试样截面的水量关系测定土的渗透系数
试验仪器联合式渗透仪 Nhomakorabea试验仪器
注意事项
影响因素试样的制备、浸水饱和抽气以及试验时水头控制等等对消除各类土壤的经验由于土种类的复杂性，各种土的结构性质和力学性质都不相同所以处理方法也是不同的
均质粘土
取样：用环刀切取试样要边切边压，使环刀两侧均匀受力，同时环刀内圈要均匀地涂抹凡士林，保证试样与环刀内壁之间没有缝隙。试样的上下两面要用钢丝锯从中间向两边刮平准备试样：然后将制备好的试样放入抽气缸内浸泡约20h，使试样充分饱和，再抽气lh，待试样装入渗透仪器后，控制试验水头在200cm 左右水高。当渗透仪的滴水孔溢出水时，土样已达到完全饱和，即可进行试验
TST-55型参透仪
试验步骤
安装仪器，接通调节管和供水管打开供水管使水流到仪器底部，水位略高于金属孔板，关止水夹取具有代表性土样测其风干含水量，将土样分层装入仪器，用木锤轻轻击实到一定厚度，以控制孔隙比每层试样装好后，慢慢开启止水夹，水由筒底向上渗入，使试样逐渐饱和。水面不得高出齐平时，关闭止水夹。饱和时水流不可太急，以免冲动试样