[发明专利]一种土壤水分蒸发量的测量方法有效
申请号: | 201410659679.5 | 申请日: | 2014-11-19 |
公开(公告)号: | CN104749340A | 公开(公告)日: | 2015-07-01 |
发明(设计)人: | 贺康宁;芦新建;张金旭;史常青;温军;杨海龙;胡兴波;连利叶;王玮璐;徐特 | 申请(专利权)人: | 青海省水利水电科技发展有限公司;北京林业大学 |
主分类号: | G01N33/24 | 分类号: | G01N33/24 |
代理公司: | 西宁工道知识产权代理事务所(普通合伙) 63102 | 代理人: | 沈耀忠 |
地址: | 810001 青*** | 国省代码: | 青海;63 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 土壤 水分 蒸发量 测量方法 | ||
一、技术领域
本发明涉及地区水量平衡、水资源管理领域,特别涉及一种土壤水分蒸发量的测量方法。
二、背景技术
土壤蒸发是地区蒸散的重要部分,简便而准确的确定土壤蒸发量对地区水资源平衡及管理具有重要意义。土壤蒸发量受大气的蒸发能力和土壤的供水能力两个方面的因素控制,目前土壤蒸发的计算方法多是通过气象因子结合土壤的水分特性等因子进行计算,计算方法复杂,需要测定的气象因子和土壤水分因子复杂繁多,不利于推广使用。
本发明的主要目的是提供一种简单易行的确定土壤蒸发量的方法。
三、发明内容
针对上述缺陷本发明提供一种简单、便捷的测量方法;为达到以上目的,本发明采用下技术方案予以实现:一种土壤水分蒸发量的测量方法,其由以下步骤完成,第一步,测量土壤的容重和饱和含水量,首先取原状土测定地区土壤的容重和饱和含水量;第二步,测量风干土壤的含水量,取足量的土壤风干,然后将风干后的土壤用8~10目筛进行筛分,除去土壤中的杂质,然后测定土壤的风干含水量; 第三步,装土,将过筛后的土壤装入蒸发器中,蒸发器外沿高出蒸发器内土壤表面0.5~1cm;第四步,设定水分梯度θ,从风干土的含水量到土壤饱和含水量之间设置若干个土壤水分梯度θn,每个蒸发器内按照蒸发器中的土壤质量加入适量的水使之达到设定的水分梯度θx,每个水分梯度至少设置3个重复,加水后采用密封袋将蒸发器开口端密封,放置阴凉处至少2周,使蒸发器内土壤的含水量经水分扩散达到均匀一致;水分梯度个数的设置取决于实验期的长短,水分梯度个数越多实验周期越短,水分梯度个数越少实验周期越长,设置一个水分梯度时所用的实验周期最长;第五步,准备观测,将第四步,土壤的含水量经水分扩散达到均匀一致的蒸发器连带密封袋一起埋入土中,外界土壤与蒸发器之间铺设隔热层隔绝蒸发器与外界土壤的热传导,蒸发器埋置在野外环境中8~24小时,使环境温度条件和蒸发器里土壤的温度达到平衡,并保证在埋置时蒸发器内土壤上表面与蒸发器外土壤表面平齐,同时在实验地旁边设置水面蒸发器,准备进行土面蒸发与水面蒸发的观测;第六步,观测,观测在上午8:00进行,第一日观测开始时,首先取下密封袋,迅速称重,然后将土壤蒸发器放回原处仍保证蒸发器内土面与蒸发器外土面平齐,土壤蒸发器开口端不再密封,水面蒸发器里加满水;至第二日上午8:00,对土壤蒸发器进行第二次称重,同时观测水面蒸发器的蒸发量,确定24小时蒸发量,在称量结束后将土壤蒸发器开口端密封,停止观测一日,第三日重复第一日的测量步骤,以此类推,即土壤蒸发采用隔日观测的方法,土壤蒸发器的观测直至设定水分梯度θn降至设定水分梯度θn-1,以此类推,观测设定水分梯度θ2,降至设定水分梯度θ1时停止;第七步,数据处理,根据测定得到的土壤含水量和水面蒸发量,采用STATISTICA软件,对数据进行处理,得到回归方程和查询图,然后根据回归方程在Excel中制作出不同土壤含水量和水面蒸发量对应的土壤蒸发量查询表格。
本发明是这样实现的:
第一步,首先测定地区土壤的容重D(g·cm-3)和饱和含水量θs(g·g-1);
第二步,取足量的土壤风干,然后过筛,除去土壤中混杂的较大的石块、根叶等杂质,然后测定风干土的含水量θ0;
第三步,土壤蒸发器采用高H(cm),直径为φ(cm)的圆柱形容器,将过筛后的土壤按照原状土的容重装入蒸发器中,蒸发器外沿高出土壤表面a(cm),a值一般在0.5~1cm之间,防止土壤加水后膨胀溢出,并可保证蒸发器内外土壤互不干扰,保证称量准确。蒸发器内加入风干土的质量为m(g),则
(1)
第四步,从风干土含水量至土壤饱和含水量设置几个土壤水分梯度,θ0、θ1、θ2、…θn、…θs。由于在相同气象条件下,土壤含水量越小蒸发强度越小,故水分梯度的设置不宜采用等间隔的方式,最好从θ0至θs梯度逐渐加大。每个蒸发器内按照蒸发器中的土壤质量加入适量的水使之达到设定的土壤含水量,水分梯度θn对应的加水量为mn(g),mn的计算公式见式(2)。每个水分梯度至少设置3个重复。加水后采用保鲜膜或密封袋将蒸发器开口端密封至少2周,使蒸发器内土壤的含水量经水分扩散达到均匀一致。
(2)
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