[发明专利]一种模拟测量农田土壤表面裂缝影响优先流入渗的方法

说明书

本发明公开了一种模拟测量农田土壤表面裂缝影响优先流入渗的方法，包括：采用取样管对农田土壤进行原状土取样，并在管壁与管内土柱之间缝隙注入溶解石蜡；在每个土柱表面铺设一层80目钢丝网并铺上碎石层；对每个土柱进行灌溉，使土柱表面形成裂缝；采用溶解石蜡对一个土柱的表面裂缝进行密封；分别向两个土柱注入水，并用电子天枰动态监测每个土柱的出流体积，分别记录累积出流体积和累积出流时间；计算出土壤表面裂缝产生的优先流入渗量、占总入渗量的百分比以及两个土柱的平均出流速率：本发明不仅能够很好地实现室内模拟农田土壤表面裂缝，并对这些裂缝产生的优先流入渗情况进行定量的测量分析，而且操作简单，成本低廉。

技术领域

本发明涉及水土保持中的农田水文观测技术领域，尤其涉及一种模拟测量农田土壤表面裂缝影响优先流入渗的方法。

背景技术

土壤在干旱失水条件下会收缩产生土壤裂缝，从而会导致土壤结构发生变化。土壤裂缝的大小规模及弯曲度很大程度上决定了水分及其溶质的输送速率。土壤裂缝能够提供优先流通道，增加入渗，从而不仅能有效提高大雨期间土壤持水能力，而且能够有效抑制地表径流的形成，但同时上层土壤中水分及其溶质也能通过土壤裂缝快速越过不饱和区域导入到地下水中，这会造成地下水质的恶化，因此十分有必要对土壤裂缝影响优先流入渗的情况进行测量分析。灌溉后的农田土壤表面通常会出现明显的土壤裂缝，但在现有技术中还没有对农田土壤表面裂缝影响优先流入渗情况进行测量分析的方法。

发明内容

针对现有技术中的上述不足之处，本发明提供了一种模拟测量农田土壤表面裂缝影响优先流入渗的方法，不仅能够很好地实现室内模拟农田土壤表面裂缝，并对这些裂缝产生的优先流入渗情况进行定量的测量分析，而且操作简单，成本低廉。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种模拟测量农田土壤表面裂缝影响优先流入渗的方法，包括以下步骤：

步骤A、采用取样管对农田土壤进行原状土取样，并在所述取样管的管壁与管内土柱之间的缝隙中注入溶解石蜡，静置直至石蜡凝固，从而得到两个原状土柱；

步骤B、在每个原状土柱的上表面铺设一层80目钢丝网，然后在所述钢丝网上铺设一层由粒度0.5～1.0cm的碎石组成的厚度为1cm的碎石层，从而得到两个铺有钢丝网和碎石层的原状土柱；

步骤C、采用恒水泵以相同的强度分别对所述两个铺有钢丝网和碎石层的原状土柱的上表面灌溉相同时间，待灌溉结束后对灌溉后原状土柱进行放置，直至灌溉后原状土柱的上表面形成土壤裂缝，从而得到两个表面有裂缝的原状土柱；

步骤D、采用溶解石蜡对一个表面有裂缝的原状土柱进行土壤表面裂缝的密封，并将石蜡表面抹平，静置直至石蜡凝固，从而得到一个裂缝密封土柱；而另一个表面有裂缝的原状土柱作为参照非密封土柱；

步骤E、采用恒水泵以相同的强度分别向所述裂缝密封土柱和所述参照非密封土柱的上表面注入相同体积的水，并采用电子天枰分别动态监测每个土柱的出流体积，同时分别记录每个土柱的累积出流体积和累积出流时间；

步骤F、计算出土壤表面裂缝产生的优先流入渗量、土壤表面裂缝产生的优先流入渗量占总入渗量的百分比、以及两个土柱的平均出流速率：

土壤表面裂缝产生的优先流入渗量为|V₂-V₁|；

土壤表面裂缝产生的优先流入渗量占总入渗量的百分比为|V₂-V₁|/V_总；

裂缝密封土柱的平均出流速率为V₁/t₁；

参照非密封土柱的平均出流速率为V₂/t₂；