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1、测定原理 为了消除重力的影响，实验过程采用水平土柱进行，该测定过程要求土柱的土壤质地均一、且初始含水率均一、土柱进水端水位恒定，压力为零。这样水分在土柱中作水平吸渗运动，其前进的最主要动力便是土壤基质吸力。不饱和水分在不太厚的水平土柱中运动时，重力作用可以忽略，视作一维水平运动。土壤中一维水平流方程及其定界条件为：
（1） 式中： θ为距进水边界 处的土壤含水率（m3·m-3）； θa为土柱初始含水率（风干土壤含水率）（m3·m-3）； θb为土柱始端维持的饱和含水率（m3·m-3）； x为土柱中断面距始端的距离（cm）； t为时间（min）；
为土壤水分扩散率（ cm2· min-1）。
采用Boltzmann变换，将（1）式变为常微分方程，求解得到 的计算公式为：
（2） 公式中
为Boltzmann变换的参数。 进行水平土柱吸渗试验时，测出 t时刻土柱含水率分布，并计算出各x点的λ值，就可以绘制出
关系曲线。由曲线就可以求出相应于不同 θ值的
值和
值，应用式（ 2）就可以计算出 。为了便于计算，通常将（ 2）式改写为差分形式：
（3） 这样可将0-λ 图划分成条状，然后列表计算或编制程序由计算机计算因而可以计算出土壤水分扩散率 。 2、试验装置 试验采用长度为100cm的长方形有机玻璃扩散槽（也可采用有机玻璃管制成，在装土样段由几个圆环组成，以供渗水结束后取土），宽为20cm，高为10cm。槽体分为3段：水室段，长10cm，连接马氏瓶，控制水室内液面与试样段土样的高度相同，以消除重力势和压力势对土壤水分扩散的影响；滤层段，长10cm，内填石英砂缓冲水流，使水流保持层流状态；试样段，长80cm，填装供试土样，如图1所示。 4、测试方法 在试验地分层（0～30 cm (耕作层) 、30～50 cm (犁底层) 、50～140 cm (深层母质层)三层）取土，土样经风干，磨碎，过2mm筛子，按田间实测干容重装填在水平试验槽中，保证土柱初始含水量均匀和密度均一。开启马氏瓶供水阀门，并记录开始时间，试验开始后按5min的时间间隔记录土柱中湿润锋前进的距离，待湿润锋前进到整个土柱的3/4左右时停止供水，记录结束时间，并从湿润锋开始迅速取土，用常规的烘干称重法测定各点的土壤含水率，得出土壤含水率分布。然后可根据公式计算土壤水分扩散率。
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发表于 2012-2-22 10:08:16
