利用土壤水力参数分析土壤导水能力

第五节 利用土壤水力参数分析土壤导水能力

土壤是由大小不同颗粒构成的固体骨架和孔隙所组成。固体骨架所支撑的土壤体系的自然密实度与土壤颗粒组成及所形成的颗粒级配密切相关,而且土壤孔隙度又是土壤密实度的函数。随着密实度的增加,土壤孔隙度也随之降低。因此土壤颗粒组成不仅是影响土壤密实度,而且也是影响土壤孔隙度特性的重要参数。土壤孔隙度是土壤水分运动的空间,孔隙度的大小直接影响着土壤的导水特性。所以分析土壤颗粒组成对于揭示土壤水分运动规律具有重要意义。

随着人们对土壤中物质运移过程认识的逐步加深,从土壤孔隙特性角度揭示土壤水分运动规律已成为现实。Green图示Ampt(1911)将土壤孔隙概化为单毛管,并根据单毛管水运动机制提出了著名的Green图示Ampt入渗公式。作为表征土壤含水量与吸力(或土壤基质势)关系的土壤水分特征曲线,反映了土壤水分能量的静态分布特性,并且开始利用土壤水分特征曲线来表征土壤孔隙的分布特性。而土壤非饱和导水率反映了土壤水分的动态特征。由于土壤水分运动速度较小,一般不考虑其动能,因而表征土壤水势能的水分特征曲线和表征土壤水分动态特征的非饱和导水率构成了土壤水分运动的两个重要部分。而土壤水分特征曲线与和非饱和土壤导水率又可通过毛管束模式可建立相互关系,如Brooks-Corey(1964)提出了水分特征曲线与非饱和土壤导水率之间的关系式。(https://www.daowen.com)

综上所述,无论土壤水分特征曲线还是非饱和土壤导水率与土壤颗粒组成有着内在的必然联系。对于扰动土壤与原状土虽然土壤颗粒组成相同,但由于土壤结构的差异,无论是土壤水分特征曲线还是非饱和导水率都有一定的差异,如何合理的利用室内外测定的数据来更加合理而有效的反映田间土壤水分运动特性,成为目前土壤水分研究的一个焦点。同时土壤物理特性的空间变异性,更增加了田间土壤水分运动研究的难度,如何根据所取得实验数据来客观地反映研究区域的土壤水分运动特性同样成为了一个亟待解决的问题。

以下根据在甘肃秦王川灌区实测的土壤颗粒组成,利用室内外测定的土壤水分特征曲线,以及根据上述土壤水分特征曲线和田间实测的土壤水分剖面所计算的非饱和土壤导水率,分析土壤颗粒组成的表征参数、颗粒组成与土壤水分特征曲线及土壤非饱和导水率间关系,以及土壤物理参数的变化规律和合理利用室内外测定结果的方法。