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本文根据Schindler(2010)的相关文献研制了一个测定土壤导水率的装置,初步研究了采用简化蒸发法测定土壤水分特征曲线和导水率曲线的方法,并将此法测出的土壤水分运动参数结合同土质,同条件下垂直一维入渗试验的边界条件,利用Hydrus-1D软件模拟了入渗试验的湿润锋推进过程,并与实测的湿润锋推进过程进行了对比,若差异较小,则表示简化蒸发法测定的土壤水分运动参数与垂直一维入渗试验装置测定的参数相接近,采用简化蒸发法也可预测大田中难以测量的土壤水分运动参数,此方法值得推广。若差异较大,则表示简化蒸发法的测定装置还存在问题,需要进一步的改进和研究。本文通过简化蒸发法测定了土壤水分运动参数,并开展了相关技术研究,取得了如下主要成果:
1.提出了张力计多孔陶瓷头采用硅藻土材质,设计了2010年硅藻土多孔陶瓷的配方和制备工艺,并与2006年对比,得出添加硅藻土助滤剂,缓慢升降温度,加大压制力量等方法可以减少陶瓷盘裂缝和增加强度。
2.制作了在硅藻土陶瓷头上覆一层有机滤膜的复合陶瓷头,其进气值最高,达到150kPa。
3.在16℃和25℃恒温恒湿条件下,分别测定了砂土、砂壤土-1和砂壤土-2的土壤水分特征曲线和导水率曲线,低吸力范围内,温度高的含水率小于温度低的含水率;在中高吸力范围内,情况相反。温度高的导水率高于温度低的导水率。
4.在26℃恒温恒湿条件下做重复试验,分析了土壤水分特征曲线对Gardner(1958)模型中α、n的灵敏度,得出受α影响的灵敏度最高。
5.将26℃条件下三种土壤的水分特征曲线拟合出的土壤水分运动参数,分别与同土质,同条件下的垂直一维入渗试验的边界条件通过Hydrus-1D软件进行模拟垂直一维入渗试验的湿润锋推进过程,并与实测的湿润锋推进过程对比差异。结果显示,三种土壤的模拟曲线的入渗速度缓于实测曲线的入渗速度,虽然简化蒸发法预测垂直一维土柱的入渗过程有些偏差,但还是可以预测其过程的。