[发明专利]用压力板/压力膜出流法测定非饱和土壤水动力学参数的方法

摘要

本发明提供一种用压力板/压力膜出流法测定非饱和土壤水动力学参数的方法，包括非饱和土壤水分特征曲线、扩散度和水利传导度的测定，具体包括以下步骤：配置土样，扰动土样或非扰动土样均可；接量测装置，通过调节空气机压缩，控制压力水平，再调节拟送进提取器内的压力；调压时，并计时，记下达到稳定后的总排水量，获得水分特征曲线；并进一步通过“多步法”和“一步法”，对压力连续变化以及选择压力条件下的测定土壤非饱和水力传导度和扩散度，从而实现全部非饱和土壤水动力参数的同步测定。本发明方法能够更加精准预报非饱和土壤水分运动，实现农业生产和生态的准确测量提供支持。

主权项

一种用压力板/压力膜出流法测定非饱和土壤水动力学参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将土样饱和后放在压力板提取器或压力膜提取器内，加压至设定的最大压力；步骤2，加压过程中加压值的大小根据水分特征曲线变化特性，控制每次加压值，开始时每次加压值小于0.1Bar，以后每次加压值逐渐加大至0.5Bar～1.0Bar；步骤3，每次加压后，土样开始排水；仅测定水分特征曲线的情况下，则一直加压至土样不再排水为止，测定在该压力下总排水量即可；若要求扩散度D或水力传导度K，则必须要量测排水过程；在观测排水过程时，加压初期，排水量较大，观测次数和时间间隔应满足精确测定排水通量的需要；步骤4，在加压至设定最大压力时，停止加压，将土样取出并称重，称重后烘干，再称重，可求得最后压力时的含水率；步骤5，测定水分特征曲线h～θ，扩散度D，水力传导度K及容水度c，具体实现如下：①测定水分特征曲线：由步骤4可求得在设定最大压力时的含水率，根据最后一个压力与前一个压力之间的排水量，则可推算这一压力下的含水率，并逐步向前推算不同压力下含水率，从而求得h～θ曲线，即水分特征曲线，h表示压力，θ表示含水率；②测定扩散度D，水力传导度K及容水度c，具体实现如下：当加某一压力时，量测其不同时刻t的排水量Wt及排水总量W∞，绘制关系曲线，其中l为测试土样的长度，当Rl为定值时，则在半对数纸上呈直线关系，求得直线的斜率tanβ′和直线在轴上的截距值，由测定的值根据由解析解确定的标准曲线，其中，Kp，lp分别为多孔板渗透系数和厚度，K(θ)为土壤含水率为θ的水力传导度，求得相应的Rl值，再由Rl值根据tanβ～Rl标准曲线求得tanβ值，进一步根据公式求得D(θ)值，D(θ)值即为该压力和含水率下的扩散度；然后求每一个压力及其相应含水率下的D(θ)值，即可绘制出D～θ曲线；求得每一个压力及其相应含水率下的D(θ)后，根据公式式中，V和△h分别土样的体积以及压力的变化量，B为平均容水度，和公式k(θ)＝D(θ)c(h)，求得每一个压力及其相应含水率下的c(h)和k(θ)，最终绘制出c～θ曲线以及K～θ曲线。