16.4 实验方法和步骤

16.4 实验方法和步骤

(1)取自然风干的土碾碎过2mm筛,取适量用烘箱烘干后称出土样的干重度,计算初始的土壤含水量θ0

(2)装填土样。装土前先称取每层(一层厚5cm)所要填土的重量,每层的装土重量用第1章的式(1.6)计算。将称好的土样分层装入土柱。每层装入土后都要先整平,然后用夯土器击实,使得装入的土与该层事先划定好的每层装土样线相平齐,然后用毛刷将土面刷毛,以保证土体密度的均一性和层与层之间的良好接触,然后再进行下一层土的填装。

(3)在土柱的预留孔位置装入测量土壤含水量、土壤温度、土壤电导率、土壤水吸力等传感器,并将传感器引线与计算机连接。

(4)将放水阀门和进水口用软管连接。

(5)关闭土柱马氏瓶和水盒马氏瓶上的针阀和放水阀,打开放气阀,拔掉灌水孔上的橡皮塞,用灌水漏斗和量筒给马氏瓶中加水,当马氏瓶中水位达到放气阀附近时停止加水,塞紧灌水孔上的橡皮塞,关闭放气阀,并检查马氏瓶工作是否正常。

(6)给水盒装水,装水高度与土柱中的土壤表面高度相同。

(7)调整土柱马氏瓶进气口的高度,使土柱马氏瓶进气口的高度与土柱上孔板上表面同高;水盒马氏瓶进气口的高度与水盒水面同高。(https://www.daowen.com)

(8)设定土表和水面温度,打开日光模拟灯和温度控制器,调节温度控制设定温度,使之达到要求的温度,一般温度设定在65℃以下,过高会造成有机玻璃土柱壁和水盒壁变形。温度控制器可以自动控制土柱土面和水盒水面的温度保持在设定值附近,当土柱或水盒的表面温度超过设定的温度时,温度控制器自动关闭对应的日光模拟灯,当温度低于设定的温度时,温度控制器自动打开对应的日光模拟灯。

(9)打开土柱马氏瓶下面的放水阀门,给土柱供水,由于在实验中土柱内孔板上表面的水面保持不变,所以可认为地下水位为定水位。待土柱中的水面刚刚达到孔板的上表面时,打开水盒马氏瓶的放水阀,记录土柱马氏瓶和水盒马氏瓶中水面的初始读数,同时按下秒表开始计时。

(10)按一定的时间间隔,观测土壤湿润锋的上升高度,测量土柱马氏瓶和水盒马氏瓶水面下降的高度。

(11)按一定的时间间隔用土壤水分传感器测量土壤含水量、土壤温度和土壤电导率;用MPS传感器或张力计测量土壤水吸力。根据测量结果点绘土壤含水量θ与湿润锋上升高度z的关系,观测土壤含水量θ与z的变化,当到某时刻θ与z的曲线变化很小时,可以认为已达到了稳定蒸发,而在达到稳定蒸发以前的实验曲线应为非稳定蒸发。

(12)当湿润锋到达土柱的土壤表面,并经过长时间的蒸发,并由θ与z的变化曲线或者土柱马氏瓶供水速度判断已达到稳定蒸发时,关闭进水阀。同时测量终了时刻的土柱马氏瓶和水盒马氏瓶的水面下降高度、土壤含水量、土壤温度、土壤电导率和土壤水吸力。

(13)实验结束后将仪器恢复原状。