土壤水分入渗的影响因素研究
影响土壤入渗能力因素分析
2. 82 3.6 81
3.6 81 3.6 81
4 .4 18 4 .4 18 4 .4 18
O8 .5
西省 大 同 市南 郊 区进 行 的 ,试验 区选 择 5个 代 表点 ,
每点 进行 3种 土壤结 构 ( 季末 耕原 茬地 、春 季犁耕 春
17 .9
地、 春季犁耕 压 实地 ) 的处 理 , 每种 土壤 结 构进 行多 种 不 同含 水 量 的构 造 ,测 定 各 种 情 况 下 的 土 壤 入 渗 能
表进 入 土壤 的过 程 , 是灌 溉 水转 换 为可 供作物 吸 收利
15d左右 ; 平均 蒸发 量 1 4 . 全 年 盛行 西北 2 年 0 3mm。 9 风, 年平 均风 速 2 9 m/ , . s 土壤 最大 冻 深 1 8m。 .
12 土壤 条件 .
用 的土壤 水 的转换 途径 之 。 壤入 渗 特性是 土壤 的 土 固有属性 , 它决 定 着灌 溉水 转换 为土 壤水 的速 度 和分 布 , 而 影 响到地 面灌 溉 的灌水 质 量和 灌溉效 果 ( 进 灌 水均 匀度 、 效 果和 灌水 效率 ) 影 响 大 田土壤水 分 储水 。 入渗 特性 的 冈素很 多 , 如土 壤质 地 、 土壤 结构 、 土壤 含
1 试验 条 件 本次 大 田土 壤水 分 入 渗试 验 足 2 0 0 4年 4月 在 山
1. 92 1. 92
2. 82
2 . 82
07 .4
16 .1
压 实地 94 9O 1 1 . —1. . 1 5 原茬地 1. ~ 27 128 04 2 . .5 谢疃村 翻松地 43 2 . 111 1. ~ 46 .O 压 实地 29 36 113 1. 2 . .3 原茬地 1. 1. 139 39 9 1 . 2 北村 翻松地 1. — 33 107 56 2 . . 2 压实地 1. ~ 49 106 6O 2 . .8
土壤入渗实验报告
一、实验目的1.加深对土壤渗吸速度变化的一般规律的了解。
2.了解土壤质地对土壤渗吸速度的影响。
3.掌握土壤渗吸速度的常规测定方法及装置原理。
二、实验设备水在土壤中入渗分为有压入渗和无压入渗。
如漫灌、畦灌和沟灌都属于有压入渗。
喷灌、滴灌属于无压入渗。
本试验是模拟有压入渗条件下,土壤渗吸速度的测定。
本试验为室内试验,试验装置如图4-1-1。
试验仪器大体分为由两部分,即试样渗吸桶和供水马氏瓶。
双环入渗试验的外环外径为15cm,内径14cm;内环的外径直径10cm,内径直径9cm,高15cm。
安装后要求内环环顶端与渗吸筒齐平,下端插入土内10cm。
试验桶正上方为自动供水箱(即为马氏瓶),使内环保持稳定的水层深度。
供水马氏瓶外径6cm,内径5cm。
此外再配备秒表、水桶、水勺和刮土板等试验用具。
三、实验方法及步骤1.实验准备工作a.人员分工每组实验人员3~5人,其中一人计时兼指挥,一人读取供水水位数值,一人加水,其余人员做记录和观察渗吸规律。
b.准备工作和内环一并称重,(1)测量试样桶容积V,按欲模拟土壤干容重干M。
计算出干土重'(2)将筛网贴紧桶底铺好,然后开始填装。
土样一般分5~6次填装,均匀夯实,层间要“打毛”。
土样全部装好后用刮板刮平表面,最后将马氏瓶安装好待用。
(3) 关闭供水箱(马氏瓶)的出水口,向水箱内注水,然后用胶塞密封注水进水口。
图4-1-1 试验装置示意图(4) 在试样图环内表层铺塑料薄膜,向环内注入约5cm深的水层,打开供水箱开关,用注射器抽水,直至马氏瓶能正常供水(目的是调节马氏瓶)。
(5) 检查秒表是否正常及回零位。
(6) 记录供水箱原始水位读数。
2. 实验方法及步骤试验人员必须精力集中,认真负责,在统一指挥下,分工协作,作好记录。
a.迅速抽取塑料薄膜,并开始记时水位数值。
b.读取第一分钟末供水箱的水位,按试验要求读取水位数值。
c.实验至渗吸速度稳定后(即每两次水位读数差相同),实验结束。
土壤水分入渗
蒸发(Evaporation)
田间土壤水循环的两种形态
入渗(Infiltration)
蒸发(Evaporation)
蒸腾(transpiration)
一、土壤水分入渗过程及规律
入渗是水分进入土壤的过程。
•水文学中研究地表产流问题
•农田水利学研究灌溉或降雨后土壤水分的分布
1. 入渗速率i (Infiltration rate): 2. 累积入渗量I (accumulative infiltration capacity): 3. 入渗能力ip ( Infiltration capacity) : 又称入渗率,单位时 间内通过单位面积入 4. 稳定入渗率id (steady infiltration rate): 渗到土壤中的水量 (mm/min,cm/d) 在某一时段内,通过 不同质地土壤的稳定入渗率 id 在一个大气压下,土 单位土壤表面所渗入 土质 i /min h 壤表面供水充足,这 砂 20 3 2 的总水量(cm /cm ) 砂质、粉沙质土 10-20 时水渗入土壤的通量 5-10 壤土 或cm,mm)。 1-5 粉质土 (cm/s)。
是连续湿润锋面与水分传导带的一个含水量随深度 迅速减小的水分带,随着湿润锋的不断下移,使其下 面的干土含水量增加,变为湿润带。
5. 湿润锋
在湿润带的末端,土壤含水量突变,与下 层干土有明显界面,称为湿润锋。
新的认识
传导区和湿润带是存在的,饱和区和过渡 区不明显,饱和区很难完全。
一、土壤水分入渗过程及规律 (三)入渗过程中土壤含水量的垂直分布规律
一、土壤水分入渗过程及规律
(一)入渗的物理过程
2. 土壤入渗根据其地面是否积水又分为如下形式:
不同林地土壤水分入渗和入渗模拟的研究_周择福
第33卷第1期1997年1月 林 业 科 学SC IEN TIA SILV AE SIN ICAE V o l.33,N o.1J a n.,1997不同林地土壤水分入渗和入渗模拟的研究*周择福 洪玲霞(中国林业科学研究院林业研究所 北京 100091) (中国林业科学研究院资源信息研究所 北京 100091)摘 要 由达西定理和能量守恒原理推导了土壤水分入渗的数学模型,水平土柱法实测了模型中的基本运动参数:土壤水分扩散率D(θ),推求了土壤水分非饱和导水率K(?,经过计算机用有限差分法模拟了六块不同林地的土壤水分入渗过程,实地试验检验了模拟结果。
结果表明计算的累积入渗量和入渗率与实测值非常一致。
经过模拟结果绘制的入渗时水分随时间变化的剖面图,形象地反映了不同林地的土壤水分入渗的全过程。
关键词 土壤水分入渗,动态模拟,不同林地类型土壤水分入渗过程和渗透能力决定了降雨进程再分配中的地表迳流和土壤储水性,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、减少地表迳流、增加土壤水分。
因此,土壤水分入渗的研究在干旱半干旱地区较为重要。
多年来,该研究逐步深入。
研究途径可分为两类:纯经验公式和半理论、半经验公式。
随着计算机技术和数学——物理建模技术的发展,利用数学——物理的原理,建立数学模型,然后应用计算机技术进行数值模拟,再经实验验正模拟结果,解决实际问题,减少大量的田间试验,提高试验精度。
用这一方法研究土壤水分入渗已经在农业和水利部门取得了很大的成功,推动了农田水利土壤水分研究的向前发展[1]。
但是,此项研究在林业,特别在干旱、半干旱地区的不同林地尚属空白。
因此,本文就此问题进行了研究。
1 土壤水分入渗模型的建立及边界条件的确定 由Darcy定律和能量守恒原理推导的土壤水分运动方程反映了土壤水分运动的基本规律,其方程为: θt=z D(θ)θz±K(θ)z(1)式中:θ为土壤容积含水量(cm3/cm3);D(θ)为土壤水分扩散率(cm3/cm3);K(θ)非饱和导水率(cm/min);z为土壤水分入渗的深度(cm);K(θ)/z为由土壤水的重力势引起的水分变化,水流方向与所取坐标访向一致取+,否则为-。
土壤渗透速率实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的土壤渗透速率实验旨在测定土壤在不同条件下渗透水的能力,分析影响土壤渗透速率的因素,为土壤工程设计和水资源管理提供科学依据。
二、实验原理土壤渗透速率是指土壤在单位时间内渗透水的能力,通常用单位时间内通过土壤横截面积的水量来表示。
实验中,通过测定一定时间内土壤样品渗透的水量,计算出土壤渗透速率。
三、实验材料与方法1. 实验材料(1)土壤样品:选取不同质地、不同有机质含量的土壤样品,过筛后备用。
(2)实验仪器:渗透仪、电子天平、计时器、水杯、滴定管、蒸馏水、量筒等。
2. 实验方法(1)将土壤样品均匀铺设在渗透仪的土壤盒中,确保土壤层厚度一致。
(2)将土壤盒放置在渗透仪上,调整好水头高度。
(3)打开渗透仪,开始计时,记录渗透时间。
(4)待土壤渗透至预定深度后,关闭渗透仪,取出土壤样品,称量渗透前后的土壤重量。
(5)根据渗透前后的土壤重量差和渗透时间,计算出土壤渗透速率。
四、实验结果与分析1. 实验结果实验结果表明,不同质地、不同有机质含量的土壤样品渗透速率存在显著差异。
具体数据如下:(1)沙土:渗透速率约为1.5 cm/h。
(2)壤土:渗透速率约为0.8 cm/h。
(3)粘土:渗透速率约为0.3 cm/h。
2. 结果分析(1)土壤质地对渗透速率有显著影响。
沙土的渗透速率明显高于壤土和粘土,这是因为沙土的孔隙度较大,水分在土壤中的移动速度较快。
(2)有机质含量对渗透速率也有一定影响。
有机质含量较高的土壤,其渗透速率相对较低,这是因为有机质可以改善土壤结构,增加土壤的孔隙度,从而降低土壤的渗透速率。
五、实验结论1. 土壤渗透速率受土壤质地和有机质含量的影响,沙土的渗透速率最高,粘土的渗透速率最低。
2. 在土壤工程设计中,应根据土壤渗透速率选择合适的土壤改良措施,提高土壤的渗透能力,为水资源管理提供科学依据。
六、实验注意事项1. 实验过程中,应确保土壤层厚度一致,以免影响实验结果。
2. 实验仪器需保持清洁,避免污染土壤样品。
影响土壤水分入渗特性主要因素的试验研究
影响土壤水分入渗特性主要因素的试验研究作者:符泉来源:《新农业》2022年第08期摘要:在流域评价中,土壤导水性是一个重要的评价指标,这一性能与地表径流、地下水补给、土壤侵蚀等都存在着紧密的关系。
在专业领域,土壤导水性又被称为土壤入渗特性。
土壤的研究与评价中,土壤的水源涵养能力、抗侵蚀能力最终都是有土壤入渗特性来反映的,在对土壤侵蚀问题的全过程的分析中,影响土壤入渗特性的因素非常多,只有做好了相关参数的科学控制,方能够保持土壤最佳的水分入渗特性。
关键词:土壤水分;入渗特性;因素;试验近年来,伴随着我国农业现代化的发展,农田灌溉中越来越关注土壤入渗特性的研究,作为自然界水循环中的一个重要组成部分,对土壤水分入渗特性的研究非常关键。
对于任何一种土壤资源而言,入渗特性都属于其固有特性,这一指标是否处于正常标准内,将会与灌溉水转换为土壤水的速率和分布有着紧密的联系。
因此,随着当前可持续发展目标的推进,无论是在农业生产还是生态环境保护中,都越来越关注土壤水分入渗特性。
土壤入渗过程的动态化特征明显,在此过程中,诸多因素都会影响这一特性,为保障相关策略与土壤这一特性的对应性,应加强各种影响因素的控制。
为开展土壤水分入渗特性影响试验的研究,选取了数百组大田,在这些地方开展了土壤水分入渗试验,为保障试验结果的准确性,将90分钟累积入渗量(H90)作为土壤入渗能力的直接评估指标。
经由最终的试验结果得知,土壤质地对土壤入渗能力有着一定的影响,其中,将粒径在0.02毫米的黏粒函数百分数作为土壤质地物理量,在这一条件下所获得的分析结果相对可靠。
土壤中固相物质各粒级土粒的配合比例就是土壤质地,这一指标是土壤性质评估中的关键因素,土壤质地又会对土粒表面能、土壤孔隙尺度、分布等产生些微干扰,通过土壤质地对这些因素的影响,土壤水分运动的驱动力、水力传导度最终发生了一定的变化,土壤水分入渗能力也就随着这一系列的变化而受到了影响。
从实际的试验结果和生产经验可得,土壤质地与土壤的吸附能力、粒间孔隙、吸水和保水能力存在着不可分割的关系,当土壤质地越重、粘粒含量越高、颗粒越细、固体相比表面积越大、表面能越高、吸附能力越大的情况下,对应的土壤吸水和保水能力越好。
川中丘陵紫色土区土壤水分入渗性能研究
摘 要 : 选取 四川省 盐 亭县陈 家湾 小流域 为研 究 对 象, 用环 刀 法对 紫 色土 土壤 水 分入 渗 规律 、 使 不 同土地利 用方 式下 土壤入 渗性 能进行 了研 究 , 析 了容 重、 度 、 向对 土壤 入 渗 性 能的 影 响 。结 分 坡 坡 果表 明 : 色土土壤 水分入 渗速 率随 着时 间增加 呈下降趋 势 , 5 3 n达到稳 定入 渗阶 段 , 紫 2 ~ 0mi 土壤 水分 入渗过 程 可用 Ho tn公 式较好描 述 。随 着坡 度 的增加 , r o 土壤入 渗 速 率增加 , 同坡 向土壤 水 不 分稳 定入 渗速 率表 现 为半 阴坡 > 半 阳坡 > 阳坡 。 土壤容 重 与 土壤 入 渗 速 率呈 负相 关 关 系, 着土 随 马 壤 容重 的增加 , 土壤入 渗速 率减 小 。不 同土地 利 用方式 下 , 耕地 的 土壤 稳渗 速率 大 于林地 。 关键 词 : 色土 ; 紫 土壤 入渗 ; 渗速 率 稳
p c n s i i f ta in weea ay e .Th e j wa t rh do n ig Co n y i ih a r vn e e to ol n i r t r n lz d l o eCh n i n wae s e fYa t u t n Sc u n P o ic a n
中图分类 号 :74 7 ¥ 1. 文 献 标 志码 : A 文 章 编 号 :0 17 6 (0 1 0 —0 80 1 0 —4 1 2 1 )30 6— 5
Ca a iiy o o lW a e n it a i n o r l o li ly Ar a o n r lS c a p b lt fS i t r I flr to fPu p e S i n Hil e fCe t a ihu n
第3章 土壤水分的入渗
s
0
2
erfc
z Nt 2 Mt
N
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z Nt 2 Mt
3.2.1 第一类边界条件的求解
3.2.1.1 土壤水分线性方程的入渗解
(1)水平入渗(吸渗)问题
对水平半无限均质土柱来说,初始含水率θi均匀,进水 端含水率θ0 恒定,且水分扩散度为常数 得到D 定解问题:
2
t D x2
n
1, 2, …, n-1, n 1, 2, …, n-1, n
1/2, 1+1/2, …, (n-2)+1/2, (n-1)+1/2
r = 0 - r ( r = 1, 2, …, n)
(5)
Let
r D( )d
D r1/ 2
r 1
r d
r 1
(6)
For 1/2:
根据
0
i
d
2D
d
d
1/ 2
t
I (t) 0 i( )d
or
i(t) dI (t) dt
设供水强度为R(t ),上边界的吸渗能力为q(0,t),有:
i(t) min(q(0,t), R(t))
3.1土壤水分入渗概述
3.1.3 三种入渗条件下的定解问题
• 入渗过程的三种情形
(1)入渗率 i 取决于供水强度 R,表层土壤含水率逐步 增加至近饱和,无地表积 水。
边界条件:
O θi
t1 t2
R
θ
t3
K
(
m
)
m
z
K ( m ) z0
R(t)
a.无积水
q(0,t) R(t)
z
O θi
土中水的运动规律
土中水的运动规律土中水的运动规律主要涉及到土壤水分运动的过程和影响因素。
土壤是地球陆地上的一种自然资源,可提供植物生长所需的水分和养分。
了解土中水的运动规律有助于进行合理的土壤管理和水资源利用。
1. 水的入渗:土壤中的水分是通过入渗过程进入土壤中的。
入渗是指自由水通过土壤表面进入土壤深层的过程。
入渗速率受土壤质地、土壤毛细管力、土壤的初始水分含量、土壤的坡度等因素的影响。
一般来说,砂质土壤的入渗速率较快,粘土质土壤的入渗速率较慢。
2. 土壤水分的分布:土壤中的水分分布是不均匀的,通常出现水分下渗和水分上升的现象。
水分下渗是指自由水在土壤中向下移动,直到达到地下水位或土层底部。
而水分上升则是指土壤中的毛细水在根系的吸引作用下向上移动。
土壤中的水分下渗和上升过程受土壤的质地、根系的吸水能力以及外界环境的影响。
3. 土壤中水分的保持:土壤中的水分在自由水的下渗和毛细水的上升过程中容易流失,因此需要采取措施进行水分保持。
常见的水分保持方式包括覆盖物(如秸秆、覆膜等)的使用、植被覆盖以及合理的灌溉管理等。
这些措施可以有效减少土壤水分的蒸发和多余流失。
4. 土壤水分的运动路径:土壤中的水分在运动过程中存在多个运动路径。
主要包括:大孔隙流动(通过土壤中的大孔隙直接流动)、毛细流动(通过毛细孔隙的连通路径上升和下降)、分散波动流动(由于土壤颗粒无序排列而产生的波动流动)和根系吸水。
不同路径的运动主要取决于土壤的孔隙结构和根系的分布情况。
5. 影响土中水运动的因素:土中水运动的过程受多种因素的影响。
主要包括土壤质地、土壤结构、土壤含水量、温度、压力和植被覆盖等。
土壤质地和结构的不同会影响土壤中的孔隙结构和通道的大小和连通性,从而影响水分的运动速率和路径。
土壤含水量的变化会改变土壤中的毛细力和浸润能力,进而影响水分的入渗和上升。
温度和压力的变化还会影响水分的气体交换和蒸发速率。
综上所述,土中水的运动规律主要包括水的入渗、分布、保持和运动路径等方面。
土壤孔隙网络对水分入渗过程的影响机制
土壤孔隙网络对水分入渗过程的影响机制一、土壤孔隙网络的基本特性与分类土壤孔隙网络是土壤结构的重要组成部分,它由土壤颗粒间的空隙构成,对土壤的水分、气体和养分的传输起着至关重要的作用。
土壤孔隙网络的形态和大小直接影响着水分的入渗过程,进而影响植物的生长和土壤的生产力。
1.1 土壤孔隙网络的形态特征土壤孔隙网络的形态特征主要包括孔隙的大小、形状、连通性和分布均匀性。
孔隙的大小决定了水分的存储能力,孔隙的形状和连通性影响水分的流动路径,而孔隙的分布均匀性则关系到水分在土壤中的均匀分布。
1.2 土壤孔隙网络的分类土壤孔隙网络可以根据孔隙的大小和功能进行分类。
主要分为大孔隙、中孔隙和小孔隙。
大孔隙主要负责快速的水分入渗和排水,中孔隙则有助于水分的储存和缓慢释放,而小孔隙则主要参与水分的保持和微量传输。
二、水分入渗过程的基本原理水分入渗是水分从地表进入土壤内部的过程,是土壤水分循环和植物水分供应的重要环节。
水分入渗过程受到多种因素的影响,其中土壤孔隙网络的特性是关键因素之一。
2.1 水分入渗的动力学机制水分入渗的动力学机制涉及到水分在土壤孔隙中的运动,包括重力作用下的垂直入渗、毛细作用下的侧向扩散以及土壤颗粒吸附作用下的水分保持。
这些机制共同决定了水分在土壤中的分布和运动速度。
2.2 水分入渗的影响因素水分入渗受到多种因素的影响,包括土壤质地、孔隙率、土壤有机质含量、土壤结构、土壤水分势、地表覆盖状况以及气候条件等。
这些因素通过影响土壤孔隙网络的特性,进而影响水分的入渗过程。
2.3 水分入渗的测量与模拟水分入渗的测量通常采用渗透仪、张力计等仪器进行,而模拟则通过数学模型和计算机模拟技术来实现。
这些方法有助于深入理解水分入渗的机制,为土壤管理和水资源利用提供科学依据。
三、土壤孔隙网络对水分入渗过程的影响土壤孔隙网络的特性对水分入渗过程有着显著的影响,这种影响体现在水分的入渗速率、入渗深度和水分分布等方面。
3.1 孔隙大小对水分入渗的影响孔隙的大小直接影响水分的入渗速率。
滴灌条件下土壤水分入渗过程模拟试验研究的开题报告
滴灌条件下土壤水分入渗过程模拟试验研究的开题报告题目:滴灌条件下土壤水分入渗过程模拟试验研究一、研究背景与意义滴灌技术在我国农业生产中得到广泛应用。
滴灌系统通过给每一个种植单位提供合适的水资源,既避免了传统灌溉系统中水资源的浪费,也能够更好地保护土壤水资源。
在滴灌系统中,水滴从滴灌管中滴落到土壤表面,然后通过土壤的入渗过程,进入土层深处,从而满足作物对水分的需求。
因此,研究滴灌条件下土壤水分入渗过程,对于掌握滴灌系统中土壤水分的变化规律,提高农业生产效益,保护土壤水资源具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在探究滴灌条件下土壤水分入渗过程模拟试验的方法和模型。
通过模拟试验,重点研究滴灌系统中土壤入渗速率、土壤含水率等参数的变化规律,探讨滴灌系统中土壤水分的分布情况,以及不同滴灌参数对土壤入渗过程的影响,最终为滴灌系统中土壤水分管理提供理论基础和实践指导,并为农业生产的可持续发展提供支撑。
三、研究内容本研究的主要研究内容包括:1. 文献综述:搜集和归纳相关的文献材料,了解国内外滴灌技术的发展状况和土壤水分入渗过程的研究进展,为本研究提供参考。
2. 试验设计:选择适宜的试验场地和试验方案,制定科学合理的实验方案,包括滴灌参数的设置、土壤样品的采集及其性质的分析等。
3. 试验实施:在试验站点按照试验方案进行实验。
监测土壤含水率、土壤水分的入渗速率等参数,并记录实验数据。
4. 数据处理分析:对得到的实验数据进行处理和分析,得出不同条件下土壤水分入渗过程的变化规律。
5. 结果分析:对于实验结果进行数据归纳和分析,从实验数据中挖掘出滴灌系统中土壤水分管理的规律,提炼出有价值的结论。
四、研究方案1. 设计样本选取,本研究分别选取了不同灌水量、滴头类型、滴头密度等滴灌参数进行试验。
2. 土壤样品采集,选取样本站点采集土壤样本,进行土质性质分析、径流模拟实验等。
3. 实验设计和设备,包括实验设备的调试和实验方案的设计等。
土壤水分入渗的过程
土壤水分入渗的过程一、引言土壤水分入渗是指降雨或灌溉水分通过土壤表面逐渐渗透到土壤深处的过程。
这一过程对土壤水分的分布和利用具有重要意义。
本文将从土壤水分入渗的原理、影响因素以及入渗速率等方面进行探讨。
二、原理分析土壤水分入渗的原理主要涉及土壤孔隙结构和土壤水分运动。
当降雨或灌溉水分进入土壤后,首先通过土壤表面的孔隙或微孔,然后逐渐向下渗透。
入渗速率取决于土壤孔隙的大小和分布、土壤的渗透性、土壤的含水量以及水分的供应速率等因素。
三、影响因素1.土壤类型:不同土壤类型的孔隙结构和渗透性不同,因此土壤类型是影响入渗速率的重要因素。
例如,砂质土壤具有较大的孔隙和较好的渗透性,而粘土质土壤则孔隙较小,渗透性较差。
2.土壤含水量:土壤的含水量直接影响着入渗速率。
当土壤含水量较低时,土壤颗粒之间的接触较紧密,入渗速率相对较慢;当土壤含水量较高时,土壤颗粒之间的接触较松散,入渗速率相对较快。
3.土壤覆盖情况:土壤表面的覆盖物(如植被、积雪等)会对入渗速率产生显著影响。
覆盖物可以减缓雨水的直接作用,降低入渗速率;而无覆盖的土壤表面则容易发生径流,导致入渗速率加快。
4.土壤压实度:土壤的压实度会影响土壤的渗透性。
过度压实的土壤会导致孔隙变小,渗透性降低,从而减慢入渗速率。
5.降雨强度:降雨的强度决定了水分的供应速率。
当降雨强度较大时,土壤表面的水分饱和较快,导致入渗速率增加;而降雨强度较小时,土壤表面的水分饱和较慢,入渗速率较慢。
四、入渗速率测试方法入渗速率是评估土壤渗透性的重要指标,常用的测定方法有以下几种:1.水头法:利用垂直方向上的水头差测定土壤的入渗速率。
通过在土壤表面设置水桶,测量水位下降的速度来计算入渗速率。
2.柱渗法:将土壤样品填充到柱状容器中,施加一定的水头差,通过测量流入和流出水量的变化来计算入渗速率。
3.试验井法:在土壤中钻取试验井,利用水位上升的速度来计算入渗速率。
4.气压法:利用气压对土壤进行脱水,测量土壤脱水过程中的变化来计算入渗速率。
第6讲 土壤水份入渗
6.1 土壤水入渗过程
(1)过程描述
入渗是指水分进入土壤的过程,这是自然 界水循环中的一个重要环节。
水文学中地表产流问题; 农田水利学中灌溉或降雨后土壤水分分布问题; 水资源评价中降雨对浅层地下水的补给问题; 农业及环境学中化肥、农药及污染物随水分迁 移的问题等。
水分入渗,可以是因降雨或灌溉从地表垂 直向下进入土壤,亦可以通过沟渠、坑塘 或用于灌溉的地下渗水管渗入到土壤中。 入渗类型:
θ(0, t)=θ0
6.2 入渗公式及讨论
θ方程(扩散型方程):
引入扩散率D
D (θ ) = K (θ ) = K (θ C (θ )
)
dθ dψ m
dψ m ∂θ ∂ψ m ∂θ K (θ ) = K (θ ) = D(θ ) dθ ∂x ∂x ∂x
∂θ ∂ ⎡ ∂θ ⎤ ∂ ⎡ ∂θ ⎤ ∂ ⎡ ∂θ ⎤ ∂K (θ ) = D (θ ) ⎥ + ⎢ D (θ ) ⎥ + ⎢ D (θ ) ⎥ ± ∂t ∂x ⎢ ∂x ⎦ ∂y ⎣ ∂y ⎦ ∂z ⎣ ∂z ⎦ ∂z ⎣
Green and Ampt (1911)
K (H 0 + L − H c ) f = L
Where f = infiltration capacity L = depth of wetting front K = effective hydraulic conductivity Ho = depth of ponded water Hc= capillary suction at wetting front
描述土壤入渗过程的物理量:
入渗率i:单位时间内通过单位面积的入渗水 量(地表水通量),mm/min, mm/h, mm/d
土壤水分入渗对滑坡的影响研究
文章标题:土壤水分入渗对滑坡的影响研究1. 引言滑坡是地质灾害中常见且常见的一种,它不仅对人类的生命和财产造成严重威胁,还对生态环境产生负面影响。
土壤水分入渗作为导致滑坡的重要因素之一,对滑坡的发生和发展具有重要影响。
本文将对土壤水分入渗对滑坡的影响展开研究,旨在探讨土壤水分入渗与滑坡的关系及其影响机制。
2. 土壤水分入渗对滑坡的直接影响土壤水分入渗对滑坡产生的直接影响是在滑坡发生前,土壤中存在过多的水分。
这种过多的水分会增加土壤的重量,导致土壤的稳定性下降,从而有利于滑坡的发生。
土壤中过多的水分还会改变土壤的物理性质,使得土壤的强度和稳定性降低,容易发生滑坡现象。
3. 土壤水分入渗对滑坡的间接影响除了对土壤本身的影响外,土壤水分入渗还会对周围地区的水文环境产生影响,从而间接影响滑坡的发生。
土壤水分入渗增加会导致地下水位升高,进而加大了滑坡发生的可能性。
另外,土壤水分入渗增加还可能引发地表径流增加,加剧水力冲击作用,使土壤更容易产生破坏,从而促进滑坡的发展。
4. 影响机制深入探讨在探讨土壤水分入渗对滑坡的影响时,需要深入探讨其影响机制。
其中包括土壤水分入渗对土壤物理性质,水文环境以及受力环境的影响,进而影响滑坡的发生和发展。
还需要结合实际案例来说明土壤水分入渗对滑坡的具体影响机制,以便更深入地理解土壤水分入渗与滑坡之间的关系。
5. 个人观点和理解我个人认为,土壤水分入渗作为导致滑坡的重要因素之一,其影响机制非常复杂,需要全面而深入的研究。
在工程实践中,需要充分考虑土壤水分入渗的影响,通过科学合理的工程措施来预防和减轻滑坡灾害。
还需要加强对土壤水分入渗与滑坡关系的研究,为滑坡的预测、监测和防治提供科学依据。
6. 总结与展望本文通过对土壤水分入渗对滑坡的影响进行全面深入地研究,探讨了其直接和间接影响以及影响机制,并共享了个人观点和理解。
未来,需要进一步加强对土壤水分入渗与滑坡关系的研究,结合新的技术手段和方法,以期为滑坡的预测、监测和防治提供更多有效的手段和模型。
水分入渗对土壤内部综合压力影响的试验研究
2012年7月农机化研究第7期水分入渗对土壤内部综合压力影响的试验研究宋自影1,王飞1’2(1.西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100;2.中国科学院水利部水土保持研究所.陕西杨凌712100)摘要:利用自制土壤内部压力测量装置对水分入渗过程中土壤内部的综合压力进行了测量,分析了水分入渗过程中不同土层的土壤内部压力的变化特征以及不同容重土壤的内部压力的变化特征。
结果表明:周一容重下不同土层的土壤,在灌水初期0—20m i n左右,水分入渗对土壤内部扰动的综合压力随着土层深度的加深而减小;在360—420r ai n内综合压力值随土层深度的加深而增大。
不同容重下同一土层的土壤,水分入渗对土壤内部扰动的综合压力在表层土0~15c m土层,压力值随着容重的增大而增大;15—30em和30—45cm土层在测定时间0—90r a i n内,容重越大压力值越小,90r ai n后压力值随着容重的增加呈递增的趋势。
试验结果同时表明同一时段内,容重越大,压力值的变化幅度越小即压力差越小。
关键词:水分入渗;综合压力;容重中图分类号:8152.7+2;8152.9文献标识码:A文章编号:1003—188x12012)07_0191.050引言土壤水是一种重要的水资源,是地表水、地下水、大气水、土壤水转化的纽带,在水资源的形成、转化与消耗过程中,它是不可缺少的成分…。
土壤水分入渗是降水或灌溉水全部或部分通过地表进入土壤,在土壤中运动和存储,进而转化成土壤水的过程,是土壤水分研究的重要内容,决定降水或灌溉水进入土壤的数量,支配土壤水分动态,影响到植物水分的收支以及深层贮水¨j。
自20世纪初以来,土壤水分入渗的研究工作,逐渐从定性描述走向定量化的研究,先后提出了许多经验、半经验或具有明确物理意义的入渗方程,用以描述一定条件下的土壤入渗过程H。
7』。
有关土壤水分入渗已有大量研究¨J,然而水分入渗时土壤内部综合压力变化的研究不多见。
第6讲 土壤水份入渗
干土在积水条件下的干 土入渗一定时间后,土 壤剖面中含水率分布 , Coleman 与 Bodman 将 他们分为4个区:
• • • •
饱和区 过渡区 传导区 湿润区
含水
饱和区、过渡区 一般不存在
积水条件下的干土入渗:
积水后,表土含水率很 快增加到θ0 (<θs ) 地表处含水率梯度由大 变小,t足够大时地表含 水率不变 地表入渗率逐渐减小 湿润锋不断下移,含水 率变化平缓
θ(0, t)=θ0
6.2 入渗公式及讨论
θ方程(扩散型方程):
引入扩散率D
D (θ ) = K (θ ) = K (θ C (θ )
)
dθ dψ m
dψ m ∂θ ∂ψ m ∂θ K (θ ) = K (θ ) = D(θ ) dθ ∂x ∂x ∂x
∂θ ∂ ⎡ ∂θ ⎤ ∂ ⎡ ∂θ ⎤ ∂ ⎡ ∂θ ⎤ ∂K (θ ) = D (θ ) ⎥ + ⎢ D (θ ) ⎥ + ⎢ D (θ ) ⎥ ± ∂t ∂x ⎢ ∂x ⎦ ∂y ⎣ ∂y ⎦ ∂z ⎣ ∂z ⎦ ∂z ⎣
p
解得:
% ( z, p ) = θ 0 − θi e θ p
θ ( z, t ) = θ0 − θi ⎡
2
2 ⎡ K 2 D− 1 D K 4 D+ p ⎢ ⎣
(
)
⎤ ⎥z ⎦
+
θi
p
逆变换:
⎛ z − Kt ⎞ Kz D ⎛ z + Kt ⎞ ⎤ ⎢erfc ⎜ ⎟ + e erfc ⎜ ⎟ ⎥ + θi ⎢ ⎝ 2 Dt ⎠ ⎝ 2 Dt ⎠ ⎥ ⎣ ⎦
6.1 土壤水入渗过程
(1)过程描述
棉秆隔层对土壤水分入渗及水盐分布的影响
棉秆隔层对土壤水分入渗及水盐分布的影响1、提高土壤蓄水能力棉秆隔层利用其良好的持水性,能够降低土壤的蒸发和水分流失速率,从而提高土壤蓄水能力。
据研究表明,使用棉秆隔层的土地在降雨后能够快速将水分吸收,形成一个水分内循环的稳定状态,从而降低土壤的干旱程度,增加土壤的水分储备。
2、改善土壤结构棉秆隔层的使用可以改善土壤的物理结构,提高土壤贮水和通气性能,有助于土壤圆球结构的形成。
圆球结构的形成可以形成许多缝隙,改变土壤贫瘠度等因素,增加土壤肥力和水分的储存量。
3、减少土地水土流失棉秆隔层能够带来更多有机质,从而提高土壤的保持水分能力。
在陡峭的斜坡上,由于棉秆的覆盖,其具有抗风沙冲击和保水作用,降低水土流失风险。
4、促进土壤微生物的生长棉秆隔层的使用有助于土壤中有机物质的堆积和分解。
土壤微生物与有机物质质进行分解作用,形成双方的共生关系。
微生物依靠有机物质作为能源来源,促进微生物生长繁殖,提高土壤的肥力和保水能力。
1、降低土壤盐渍化风险棉秆隔层的使用可以利用保水性降低土壤的盐分含量,提高了土壤的离子交换能力,从而使盐分分散或包覆在棉秆中,降低土壤盐渍化风险。
2、提高土壤有机质含量棉秆隔层的使用可以良好的提高土壤有机质含量,从而增加土壤的肥力和保水能力。
有机质的含量对土壤水盐分布有很大的影响,因为有机质作为电解质,它们能够吸收或释放盐质或阳离子,;从而改变土壤水分与盐分之间的比例关系,使之趋向平衡状态。
棉秆隔层带来大量的有机质,并且其分解过程也会产生多量的微生物活动,这种活动有利于土壤质量的提高,从而促进土壤便于种植的肥力和水分持久利用。
结论综上所述,棉秆隔层对土壤水分入渗及水盐分布的影响具有非常显着的作用。
其能够增加土壤持水性、改善土壤结构、降低土地水土流失风险、促进土壤微生物的生长、降低土壤盐渍化风险、增加土壤质量,综合提高土壤生产力,实现可持续利用的目标。
因此,推广棉秆隔层技术的应用,对于提高我国农业的可持续发展具有重要意义。
黑龙江省中西部地区典型土壤入渗特征及影响因素
文章编号 : 1 0 0 5 —5 2 1 5 ( 2 0 1 3 ) O 7
防
护
林
科
技
J u l y , 2 0 1 3
Pr o t e c t i o n F o r e s t S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y
No . 7 ( S u m No . 1 1 8 )
黑 龙 江 省 中西 部 地 区典 型 土壤 入 渗 特 征 及 影 响 因素
张 玉柱 , 俞冬 兴 , 曹 志伟 , 李朝晖 , 高野
( 黑龙江省森林与环境科学研究院 , 黑 龙 江 齐 齐 哈尔 1 6 1 0 0 5 )
摘
i n Mi d w e s t e r n R e g i o n s o f He i l o n g j i a n g P r o v i n c e& I n f l u e n c i n g F a c t o r s
Zha ng Yuz hu,Yu Don gx i ng,Ca o Zhi we i , Li Zh a o hui ,Ga o Ye
要: 选 择 黑龙 江省 中 西部 典 型 土壤 类 型 作 为研 究 对 象 , 通 过 对 土壤 水 分入 渗 率 的 测 定 , 各 典 型 土 壤 类 型 入 渗 特
征 及 影 响 因素 进 行 分 析 , 结 果表 明 : 该 区域 土 壤 水 分 入 渗 率 总 体 表 现 由 大 到 小 依 次 为 风 沙 土 、 黑钙 土、 黑 土 。 土 类 类 型 决 定 了土 壤 入 渗 率 的 级 别 ; 森林 植 被 能 减 少 土 壤 容 重 , 增 大 土 壤 孔 隙度 和 贮 水 量 , 进 而增加 土壤入 渗能 力; 坡 位 对稳 渗 率 的 影 响 表 现 为 由坡 上 部 到 坡 下 部 稳 渗 率 逐 渐 提 高 ; 土 壤 含 水 率 与 初 始 入 渗 率 和 稳 渗 时 间 呈 负相 关 。
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质层来 说,由于孔 隙的大小圾 决 】 粒 的大小及其堆 置的紧 密 度。 其透水性完全决定 I的机械 量 成和垒结性 。对于具有大结 j 。 f i
13 土 壤 质 地 的 影 响 .
冻结土壤条件下 ,影响土壤 水分人渗 能力 的主要 因素有
土壤 质地 、 土壤结构 、 土壤含水率 、 有机质含量等 。在冻融土 土壤 壤 条件下 , 了上述影响 素外 , 与土壤温度 有关 。本试验 主 除 还 要通过对大 『 土壤 水分人渗试验 的研究 ,讨 论影 响土壤水分人 f {
密实 , 其水 分入渗能力明显降低 。翻松 地 、 压实地和作物种 植地 j 种耕作 状态 下 , 翻松地最 疏松 , 原状 土最密实 , 实地介 于两 压
者之间。
农业土壤 的形 成和发展 , 在这六大 素的作用下 , 得 l壤表 脱 使 : f不同的土壤物理性状 , l J 对土壤水分入渗能力的影响 度不 同。 壤水分入 渗能力 卣接决定 于土壤孔 隙度f ,I 且最重要 f n . 【 的是 决定 于孔 隙 的大 4 , 隙度 愈 高 , 隙愈 人, 透水性 将愈 、孔 扎 其
度, 以土壤相对体积质量作 为反 映土壤结构 的指标 , r 用 表示 。 12 土壤结构对 大田土壤入渗能力的影响 . 图 l 是所选实测点 的土壤 在不 同状 态下的土壤 的累积入渗 累积人渗量 一 一 ;
量 过 程 线 。 由此 可 以 看 出6 无4 哪 种 土8 质 地 条2件 , : 论 2 O 壤 6 4 0土壤 结 构 都 埘 士 壤 入 渗 能 力产 生较 大 影 响 。随 着 地 表 及 耕 层 土 壤 由 疏 松 变
山西 科 技
S A X C E C N E HN L G H N I IN EA D T C O O Y S
21年 01
第2 6卷
第 5期
● 问题 探 讨
土 壤水 分 入 渗 的影 响 因素研 究
郭彩 华 , 江 净
( . 原 J 1 太 1 人 水利科 学 _程 学院 , J j _J I 两太 原 ,3 0 4 2山西省 春晖 岩土 T程 科技有 限公 司 , j 0 0 2 ;. 山西 太原 ,3 0 4 0 02 )
差异 ,使其所 形成的各类 土壤 所表 现 的内容和发 育程 度具有各
自的特异性 , 这些特 征不仅反 映在 土壤的物理性 状上 , 也深刻 地
反 映 在 诸 多 的 剖 面 形 态 ,从 而 f现 了在 地 球 陆 地 表 斯 土 壤 类 】 J 型 的 多 样 化 。 r然 土 壤 是 在 母质 、 候 、 形 、 物 和 时 间 素 的 i 气 地 生 综 合 作 用 下发 生 和 发 展 的 历 史 自然 体 , 而 人 为 生 产 活 动 主 导 厂
摘 要: 主要 通 过 对 大 田 土壤 水 分 入 渗 试 验 的研 究 , 论 土壤 结 构 、 讨 土壤 质 地 、 土壤 含 水 量 、 土壤 含 水 率 等 因素 对 土 壤 水 分 入 渗 变化 特 性 的 影 响 关 键 词 : 渗 特性 ; 入 土壤 结构 ; 壤 含 水 率 土
一 . I —, 一
,
.
,
一
一
—一 松 .翻 - ・ 压 实 一 — 一 状 原
构和微结构 的上壤——坶质层 ,结 构对土壤 透水性有 决定性 的 影响 , 为 『聚体问 的扎 隙总是大 于团聚体 内的孔 隙。所 以 , 习 1 土
壤透水 主要决定 1 聚体问孔 隙的数量 和大小 。因此 , 对于耕
00 2m 的粘粒含 量百分数作为反 映土壤 质地的物理量 ,其分 . m 0
析结 果 是 比较 满 意 的 。 表 1为 三种 质 地不 同 土 壤 结 构 条 件 下 , 9 9 i 累积 入 Ho 0m n的 ( 渗量 )土 壤质 地 ( O0 2ml粘 粒 含 量 ) 、 < . i 0 l 的相 关 数 据 。 土 壤 质 地 是 土 壤 固 相 物 质 各 粒 级 土 粒 的 配 合 比例 , 通 过 它 对 土粒 的 表 面 能 、 壤 孔 隙 尺 度 和 分 布 的影 响 , 土壤 水 分 运 动 土 对
合作 用下 , 成大小不一 、 状不 同的团聚体 , 之 为土壤结 构 。 形 形 称
此处 ,土壤结构是指ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 层土壤 的松 紧程度 、孑 隙状况 和板结程 L
渗变 化 特 性 的 主 要 凶 索 。
11 土 壤 结 构 的 影 响 . 上壤 学 及 土 壤 物 理 学认 为 ,土 粒 在 其 内 部 和 外 部 因 素 的 综
数 百 组 大 田土 壤 水 分 人 渗 试 验 结 果 表 明 ,可 以选 择 9 i 0r n a
累积入渗量 ( 作 为反映土壤入渗能 力的指标 。经分析 比较认 H) 为 ,在分 析土壤 质地 对 土壤人 渗 能力 的影 响 中,以粒 径小 于
中图分类号 : 5 . l27 文 献标 识码 : A 文 章 编 号 :0 4 6 2 (0 】0 — 0 9 0 10 — 4 9 2 I )5 0 3 — 2
1 影 响 入 渗 特 性 的 主 要 因素 f然 界 的 土 壤 由于 所 处 的 生 物 — — 气 候 条 件 和 成 : 素 的 1
作 土 壤 的 透 水 性 除 了 取 决 于 土 壤 的 本性 以外 ,也 在 很 大 范 围 内
I
0 2 0 4 0 6 0 8 O l ) (【 )
时间( i ) m n 图 1 西渠村土壤入渗 曲线
决定一 耕作状态 , f 也就 是决定 于农 业技术。