非饱和土壤导水率的测定

Q(h1
)
=
πr
K 2 sat
exp(αh1
)[1
+
4 πrα
]
Q(h2
)
=
πr
2
K sat
exp(αh2
)[1
+
4 πrα
]
由等式 3 与等式 4 可以得出：
（3） （4）
α = ln[Q(h2 ) / Q(h1 )] h2 − h1
将所求得α 代入等式 3 或 4 求得饱和导水率 Ksat，再将饱和导水率 Ksat 代入 Gardner 公式
特别高的土壤），松软的沙土来说，这个时间要短些。 2.待测土壤表面的处理
（土壤表面的处理与否都不会对操作产生重要影响）。一般，需要用铲子移除直径 40 厘米， 厚 2～3 厘米的土壤表面。利用金属圆环，将移除的土壤表面上铺上一层白色湿润硅质沙子。 填入高度与金属圆环一样高。如果土壤太湿了，应该等干些后再进行测量。如果土壤间隙太 大，或者破碎起皮，就应该先在土壤上铺三层布，然后再放上金属圆环。，再用沙子填充圆 环。 4.加水
本仪器可测量不同张力条件下的导水率，例如 10cm 水，6cm 水，这个张力值是由气泡收 集管的压力调节管控制。一般测量情况下，假如要测量 Xcm 水张力下的导水率，就需要将压 力调节官的底端调节到气泡收集管水面下 4.6+X 处；例如要测量 10 厘米张力，则需要置压 力调节管底端与水面下 14.6 厘米处。如果任何情况都使用这个 4.6 厘米， 可能会有较大误差，校准就是决定在不同的张力下的压力调节管的精确位 置。
就可以求得任何张力下的非饱和导水率 Q：表示单位时间内渗入土壤的水分体积，cm3/h K：表示导水率，cm/h； H：表示加在土壤表面的张力； Ksat：表示饱和导水率
六、实验步骤
1. 检查气密性 拔掉入渗盘上连接软管的接头，关闭软管上的阀门，使用手动泵给管子充气到100mb，不要 充太足以免损坏仪器。密封气体出口，将管子放入水中，仔细察看有没有气体泄露，有的话 根据不同的漏气部位采取不用的措施。 2.校准仪器（校准应该教师在实验室完成）
三、仪器设备
SW080B 渗透仪
主要组件： 1. 气泡收集管（细管）：用于设定土壤表面张力 2. 蓄水管（粗管）：储存水，用于测量导水率
3. 入渗盘：和土壤接触，为土壤表面提供压力
4. 连接软管：连接水塔和入渗盘，中间有阀门来控制水的供应。
四、所需耗材
蒸馏水，硅质砂子
五、实验原理、方法和手段
SW080B用于快速，简单、准确地测量原位土壤在不同张力条件下的非饱和导水率并可以
⑴找一个脸盆类的储水容器，拔掉入渗盘一头的连接软管接头，将盘放入容器中，抽气， 注意要将盘中的空气全部排掉。
⑵关闭连接软管中部的阀门，打开储水管顶部的盖子，往管子里加水至离顶部 5 厘米处， 盖上盖子。 操作该步骤同时提起水塔，将连接软管的接头连接到入渗盘上，打开软管上的阀门前后 晃动水塔，使软管里的空气进入储水管，然后将水塔、入渗盘放在一个平台上，注意平 台表面的清洁。 ⑶往气泡收集器加水直至离顶部 7 厘米处，最后插入气压调节管。［张力值就是通过气 泡收集器调节的，假如要测量 xcm 水张力下的导水率，就需要将压力调节管的底端调节 到气泡收集管水面下（X＋4.6）厘米处］ 每一次测量前都要求加水至上述的标准位置。先关闭连接软管的阀门，加水后再打开。 5.测量 1）除去圆环外的沙子。（用于计算导水率的有效直径沙环的直径。） 2）去掉金属环，将入渗盘放到沙子上； 3）检查盘和沙子的接触情况，保证接触良好； 4）测量过程中，一定要保持气泡收集管的底部和入渗盘的尼龙膜在同一个水平面上。 5）测量记录之前确保两管之间的夹子打开，负压管的夹子也打开，尼龙盘及与水塔间软管 均无气体。 6）需要测定不同的土壤张力，可以调节气泡收集管的压力调节管，重复以上步骤。测量时 从高的张力测量值开始，例如 15cm，10cm，5cm。
得到非饱和导水率和土壤表面张力的关系式。
根 据 WOOD 于 1968 年 提 出 了 在 半 径 为 R 的 土 壤 上 稳 态 入 渗 速 率 的 计 算 公 式
Q = πr 2 K[1 + 4 ] （1） πrα
和 Gardner 公式 K (h) = K sat exp(αh) （2）
将 Gardner 公式代入 Wood 公式得：
按照右图进行安装。储水管上部伸出一个软管用于连接气泵。储水管 的连接软管阀门关闭，并接上一个 1/4 英寸 75cm 长的软管作为气压计 。 旁边放一个尺子，零刻度和水塔的底部水平，作为土壤的表面。
校准步骤： ⑴将水塔放在一个水平桌子或者平台上。 ⑵关闭连接软管的阀门，打开储水管的盖子。 ⑶充储水管水至顶端 5 厘米处。 ⑷充气泡收集管水至顶端 7 厘米处 ，顶部安装好气压调节管 ⑸气泵上连接一个 1/4 英寸软管。 ⑹储水管顶部安装一个 1/4 英寸软管适配器。 ⑺将一个 1/4 英寸尼龙软管安装到连接软管的阀门上，软管在尺子下 面大一个弯，如右图。 ⑻快速打开和关闭阀门，将软管里的空气全部赶出来。 ⑼松开储水管和气泡收集管之间的夹子，还有气压调节管的夹子。持续压气泵，使气泡 连续出现在管子里。 ⑽上下调节气压调节器，观察底部软管的液面位置，对照尺子，直到得到需要的张力值。 例如我们要得到 15cm 水张力，调节气压调节管，使底部软管的水面位置在 15cm 处。此时也 要不断压气泵，使气泡不断运动。 ⑾记下压力调节管的底端调节到气泡收集管水面的高度，作为 15cm 水的张力位置值。 ⑿重复第 11 步骤，校准所有需要的张力位置值。 5. 估计测量时间 只有在稳渗状态下测量的数据才是可靠的，但是从开始测量到这一状态所需的时间因土 壤类型，土壤的厨师含水量不同而不同。一般情况下，越是干燥的土壤，土壤水的传导 性不好的土壤，所需要的时间越长。1000 秒适用于大部分的土壤（除了特别干燥、密度
《非饱和土壤导水率的测定》实验指导
实验类型：综合
实验学时：3
一、实验目的
1、了解圆盘入渗测定非饱和土百度文库水导水率的原理
2、学会 SW080B 入渗仪的操作方法
实验要求：必修
3、利用原始数据熟练计算
二、实验内容
一定时间内测出不同张力（即水下 15cm，10cm，5cm）下稳渗的渗流量（其中时间由秒 表表征，渗入地下的水量由水塔内的水位差表征），求得饱和导水率 Ksat，进而求得非饱和 导水率。