贡嘎山冷杉纯林地被物及土壤持水特性

估算畦灌土壤入渗参数的线性回归法

估算畦灌土壤入渗参数的线性回归法 王维汉1,2，缴锡云1，彭世彰1，马海燕1,2 （1. 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，南京 210098；2. 河海大学现代农业工程系，南京 210098) 摘要：将畦灌地表水深与水流推进距离按指数函数进行非线性最小二乘拟合，并根据水量平衡原理提出了估算土壤入 渗参数的线性回归法。实例计算表明：地表水深与水流推进距离之间呈现较好的指数函数关系；线性回归法估算土壤 入渗参数计算工作量较小，计算精度较高。 关键词：入渗参数；畦灌；地表水深；线性回归法 土壤入渗特性是影响地面灌溉过程的一个十分重要的因素。土壤入渗参数的估算是地面灌溉研究中的一个重要内容。早在1956年，Haise就提出了利用筒测仪来测量土壤入渗参数，但由于入渗过程的时空变异性很大[1-2]，土壤入渗参数常常难以准确估算。国内外学者对估算土壤入渗参数进行了大量研究，提出了多种计算方法。 Elliott和Walker[3](1982)针对沟灌提出了估算土壤入渗参数的两点法，需要分别观测水流前锋推进到沟长中点和沟末端的时间及沟首过流断面面积，在水量平衡的基础上估算入渗参数。两点法需要观测的数据少，计算简单，但计算结果精度往往不够。Maheshwari[4](1988)首次将优化技术应用到土壤入渗参数的估算中，通过测量水流推进过程和畦首地表水深的变化过程来计算土壤入渗参数。这种方法(以下简称M法)适用于任何入渗模型，精度较高，使用较为广泛，但计算量偏大。Shepard[5](1993)提出了估算土壤入渗参数的一点法，该方法需要测量水流推进到沟末端的时间和沟中的平均过水面积来计算土壤入渗参数，但它只适用于Philip入渗模型，从而其应用受到一定的限制。Esfandiari[6](1997)对M法进行改进，提出了利用水流推进资料和沿沟长若干点地表水深资料采用模式搜索技术来估算土壤入渗参数的方法，但同样是存在计算量较大的问题。 国内学者也提出了许多估算土壤入渗参数的计算方法。王文焰[7](1993)提出了利用两个畦田的水流推进消退过程来估算土壤入渗参数的方法。费良军[8](1999)提出了利用畦灌水流的地表水深资料及水流推进过程来估算土壤入渗参数的方法。这两种方法都需要至少观测两个畦田的灌水资料才能估算土壤入渗参数，精度较高，但试验工作量较大，且不便于评价入渗模型的合理性。缴锡云[9](2001)对M法的计算方法进行了改进(以下简称M-J法)，张新民[10](2005)又对M法的计算方法做了改进(以下简称M-Z法),这两种改进减少了一定的试验工作量，但计算量较大的问题仍算存在。 综上所述，在以上估算土壤入渗参数的方法中，两点法、M法等采用地表储水形状系数计算地表储水量，但当畦田长度较长时(大于100m)，地表储水形状系数变化较大，会给计算带来较大误差[11]。本文依据水位传感器观测的地表水深资料，规避地表储水形状系数，提出计算精度较高的线性回归法，来估算土壤入渗参数。 1理论分析 1.1水量平衡方程式建立 x，地表水面线与入渗水量分布曲线如图1所示。 在畦灌地表水流推进过程中，对应于推进距离 a 基金项目：河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室开放研究基金资助项目（2005405811）；河海大学科技创新基金资助项目（2084－40401105） 作者简介：王维汉（1981—），男，河南南阳市人，在读博士研究生，从事节水灌溉理论与技术研究。 通讯作者：缴锡云（1962—），男，河北文安县人，博士，教授，主要从事节水灌溉理论与技术研究。

土壤入渗速度测定实验

实验一 土壤入渗速度的测定实验 一、实验目的 1.测定特土壤的垂直入渗特性曲线。 2.掌握测定土壤吸渗与入渗速度的操作方法。 二、实验原理 考斯加可夫公式:i t ＝i 1t -a ---------------------------- (1) i t ——入渗开始后时间t 的入渗速度; i 1——在第一个单位时间土壤的渗透系数,相当于t ＝l 时的土壤下渗速度; a —指数。 对公式(1)取对数得 lgi t ＝lgi 1-a·lgt ----------------------- (2) 实测的lgi t ,lgt 点应成直线关系,取t=1时的i 值,极为i 1,该直线的斜率为a 值。 计算时t a ,t b 时刻对应i a ,i b ,代入下式得 b a b a t t i i a lg lg lg lg --= ----------------------- (3) 若已知i 1,a 值也可以按下述方法推求,有式(1)积分得 a t a t t a i dt t i idt I ---= ==??110 10 1 ----------------------- (4) I 为时间t 内总入渗量(累积入渗量),由实测数据得出,由于i 1已知,故a 可以求出。该法的缺点时很难测定第一个单位时间的入渗强度。 三、实验设备 1.土壤入渗仪:一套; 2.秒表:一只 3.量筒、滤纸、烧杯 4.排水管 5.接渗瓶 四、实验步骤 1.装土:将玻璃管从入渗仪上取下,底部放入一片滤纸,然后装土,在装土期间,

用木棒稍捣,要求土样均匀,装土至玻璃管即可,再在土样上部放入一张滤纸,把玻璃管与入渗仪连接好。 2.加水:关闭水阀,打开排气阀,用烧杯向加水槽加水,使量桶里的水位到达到一定刻度处,然后关闭排气阀。 3.建立水头开始实验:用烧杯迅速向玻璃管加水至玻璃管上标线,水头建立后,立即打开供水阀,同时打开秒表计时,三者要求同时进行,动作要迅速、准确、细心。 4.记数:实验开始后秒表不能中断,要求每隔1分钟1次,共读10次,再每隔2分钟读1次,共读10次,再每隔3分钟读1次,共读5次,以后每隔5分钟读1次,直到两相邻时段内,读数差值相等,说明土壤入渗已经达到稳定,即停止实验,记录项目为记录表中的第l项与第2项。 土壤非饱与垂直入渗率测定表 日期: 土质: 垂直入渗仪横断面面积(mm2): 马氏瓶横断面面积(mm2): 五、实验资料整理 1.根据实验数据,将记录的马氏瓶读数算为毫升,再计算为水层深度。 2.计算时段平均入渗速度。

土壤的入渗特性及渗吸速度测定_灌排工程学

第一部分 课程实验及指导 实验一：土壤的入渗特性及渗吸速度测定 一、实验目的 土壤渗吸速度是反映土壤透水性能的重要指标，它是农田水量平衡计算的重要依据。旱田在进行地面灌溉时，灌溉水在重力作用下自地表逐渐向下湿润。为保证最有效地利用灌溉水，既要使计划湿润层得到均匀的灌溉 水，又不产生多余的水量向深层渗漏，必须了解水向土中入渗的规律。 二、实验设备 渗吸速度测试仪、量杯、秒表等。 三、实验过程 1．取自然风干土碾碎过筛，要求碎块不大于2毫米，测筒底铺滤纸，装土至给定深度，适当沉实，再盖滤纸。 2．在量杯内灌水，并关闭放水管和通气管（如图所示），放在支架上。 3．实验开始时同时完成：掀动计时秒表，迅速使测试仪中土样上建立水层2厘 米。 图1-1-1土壤入渗特性实验装置 4．实验开始后，定时记载量杯中水量读数，时间间隔初期较短，以后逐渐加大。并填写表1-1-1： 表1-1-1 土壤入渗特性测定记录表 四、实验原理 在地面形成一定水层的入渗称为有压入渗，对于均质土的入渗强度，已有若干计算公 式，菲利普根据严格的数学推导，求的解析解为： f i t s i += -2/12 （1-1-1）

i —t 时刻的入渗强度； s —与土壤初始含水率有关的特性常数，称为吸水率； i f —稳定入渗率，即饱和土壤渗透系数。 考斯加可夫根据野外实测资料分析，发现入渗强度（渗吸速度）与时间之间呈指数关系，其形式为： α-=t i i 1 （1-1-2） 式中 i 1—第一个单位时间的入渗强度； α—反映土壤性质与入渗初始时土壤含水率的经验常数。 饱和与非饱和土壤水分运动均服从达西定律，所不同者，在饱和情况下，认为渗透系数是常数；而在非饱和情况下，渗透系数是变量，其值随土壤含水率而异，含水率越低，渗透系数越大。 五、实验要求 1．根据水室断面和测筒断面，求出△t 时间内测筒下渗的水量。 2．求出各时段平均入渗速度v 。 3．用坐标纸点绘渗吸速度随时间变化过程线。 4．分析确定供水开始时土壤渗吸速度i f 、渗吸系数及透水指数α值。 5．填写实验报告。 六、思考题 利用菲利普公式和考斯加可夫公式求s 或i 1时，讲选取第一个单位时刻的i 值，如何理解这第一个单位时刻的意思？它是根据i 的取值单位还是绘图时的取值单位？

土壤水特征曲线

研究生课程论文封面 课程名称土壤水动力学 教师姓名 研究生姓名 研究生学号 研究生专业 所在院系 类别: 日期: 2012 年1月7 日

评语 对课程论文的评语: 平时成绩：课程论文成绩： 总成绩：评阅人签名： 注：1、无评阅人签名成绩无效； 2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效； 3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。

水分特征曲线测定实验报告 1 实验的目的要求 理解水分特征曲线的含义，掌握水分特征曲线的测定方法，以及比较不同土壤水分特征曲线的特点。 2 实验的原理 土壤水的基质势（或土壤吸力）与土壤含水量之间的关系曲线称为土壤水分特征曲线或土壤持水曲线（soil water retention function ）。土壤水分特征曲线表示土壤水的能量和数量之间的关系，是研究土壤水分的保持和运动所用到的反映土壤水分基本特性的曲线。各种土壤的水分特征曲线均需由实验测定。 水分特征曲线仪主要由陶土头、集气管、压力传导管、水银测压计（由玻璃管和水银槽组成）、观测板以及样品容器组成，其结构如图1所示。 图1 水分特征曲线仪结构图 1.样品容器； 2.陶土头； 3.集气管； 4.压力传导管； 5.水银测压计； 6.观测板； 7.水银槽 陶土头是仪器的传感部件，由具有均匀微细孔隙的陶土材料制成，当仪器内充满水使陶土头被水饱和时，陶土头管壁就形成张力相当大的一层水膜，陶土头与土壤充分接触后，土壤水与其内部的水体通过陶土头建立了水力联系，在一定的压差范围内，水分和溶质可以通过陶土头管壁，而气体则不能通过，即所谓透水不透气。因此，如果陶土头内外之间存在压力差，水分就会发生运动，直至内外压力达到平衡为止。这时，通过水银压力表测定的负压值就是陶土头所在位置土壤水的基质势。 陶土头所在位置的压力水头（基质势或负压）的计算公式为： w m w m m h h h h h h --=-+-=6.12)(6.13 式中h 为压力水头，h m 为压力表中水银柱高度（以水银槽水银液面为基准面），h m 是水银槽液面到陶土头中心位置的垂直距离。

危险废物鉴别-土壤、底质、沉积物和固体废物鉴定

危险废物鉴别 土壤、底质、沉积物和固体废物鉴定 中国科学院广州化学研究所分析测试中心卿工---189--3394--6343 土壤、底质、沉积物和固体废物土壤采样 土壤样品的采集《土壤元素的近代分析方 法》中国环境监测总站(1992) 土壤环境监测技术规范HJ/T166-2004 土壤、底质、沉积物和固体废物固体废物采样制样 工业固体废物采样制样技术规范 HJ/T20-1998 危险废物鉴别技术规范HJ/T298-2007 固体废物浸出毒性浸出方法翻转法 GB/T5086.1-1997 固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法 HJ/T299-2007 固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液 法HJ/T300-2007 土壤、底质、沉积物和固体废物固体废物采样制样 固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法 HJ557-2009 危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别 GB5085.3-2007附录S～W pH值(腐蚀性) 固体废物腐蚀性测定玻璃电极法 GB/T15555.12-1995

土壤检测第2部分：土壤pH的测定NY/T1121.2-2006 土壤中pH值的测定 NY/T1377-2007 六价铬固体废物六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法GB/T15555.4-1995 铜火焰原子吸收光谱法危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别GB5085.3-2007附录D 电感耦合等离子体原子发射光谱法危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别GB5085.3-2007附录A 石墨炉原子吸收光谱法危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别GB5085.3-2007附录C

土壤、底质、沉积物和固体废物铜 等离子发射光谱法美国国家环保局方法 EPA6010C-2007 火焰原子吸收分光光度法测定铝等24种金属 元素美国国家环保局方法EPA 7000B-2007 锌 火焰原子吸收光谱法危险废物鉴别标准-浸 出毒性鉴别GB5085.3-2007附 录D 电感耦合等离子体原子发射光谱法危险废 物鉴别标准-浸出毒性鉴别 GB5085.3-2007附录A 土壤、底质、沉积物和固体废物锌 石墨炉原子吸收光谱法危险废物鉴别标 准-浸出毒性鉴别GB5085.3-2007附录C

土壤入渗理论与方法(改)

西南林业大学 硕士研究生文献综述 论文题目：土壤入渗理论与方法 学院：环境科学与工程学院 年级： 2014级 成员：冯晓月阮书鹏曹向文 指导教师：宋维峰 2015年4 月25 日

摘要 入渗是水文学中重要的基本概念，定量确定土壤入渗性能对认识水循环及水利用具有重要的理论意义和实践价值。当然，从不同角度出发去探讨土壤入渗也有不同的科研意义。本文试图通过对目前国内外对土壤入渗的研究做一个系统性归纳与对比，从而为下一步的学术论文打下基础。 关键词 土壤入渗；方法；模型；影响因素

Abstract Infiltration is a vital basic concepts in hydrology, qualitatively analysis soil infiltration capability has important theoretical significance and practical value in the water cycle and use. Of course, using different angle of view to discuss soil infiltration also have different research significance. This article attempts to do a systematic induction and comparison through the study of soil water infiltration at home and abroad, which lays the foundation for the next academic paper. Key words soil infiltration;methods; the influence of factors

土壤胶体.

第一章绪论 土壤 土壤是在地球表面生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用所形成能够生长植物的、处于永恒变化中的疏松矿物质与有机质的混合物。 陆地表层—位置； 疏松—物理状态； 能够产生植物收获—土壤的本质。 土壤肥力 土壤在植物生长发育整个过程中，同时而又不断地满足和协调植物对水分，空气，养料和热量等要求的能力。 四大肥力因子：水、肥、气、热 有效肥力 在生产中反应出经济效果的那部分肥力。 潜在肥力 还没有在生产中反映出经济效果的那部分肥力。 土壤生产力 土壤在其土壤肥力、环境条件和人为因素的综合作用下所能产生的经济效益 土壤肥力与土壤生产力的联系与区别：土壤生产力由土壤本身的肥力属性（基础，内因）和发挥肥力作用的外界条件（外因）所决定的。从这个意义上来看，肥力只是生产力的基础，而不是生产力的全部。肥力因素基本相同的土壤，如果处在不同的环境条件下，其表现出来的生产力彼此可能相差很大。 土壤三相物质组成 固相——矿物质和有机质 液相——土壤液体 气相——土壤气体 第二章矿物质 风化作用，原生矿物，次生矿物

风化作用：岩石在地表受到种种外力作用，逐渐破碎成为疏松物质，这一过程叫做风化作用。所产生的疏松物质就是土壤母质。 原生矿物—直接来源于母岩的矿物，其中岩浆岩是其主要来源；在风化过程中没有改变化学组成的原始成岩矿物，如石英、长石、云母等。 次生矿物—在风化过程中新形成的矿物。如高岭石，蒙脱石、氧化铝等。 土壤中的原生矿物类型和特性： 1、长石类矿物：正长石，又称钾长石，是土壤中钾元素的重要来源。 2、云母类：白云母，又称钾云母，是土壤中钾元素的来源之一。黑云母也是钾元素的来源，更易分解，风化。 3、角闪石与辉石类矿物：含盐基丰富，化学稳定性低，容易被彻底分解。 4、石英矿物：不易风化，是土壤中砂粒的主要来源。 5、氧化铁类矿物：赤铁矿（Fe2O3），常使土壤染成红色；磁铁矿（Fe3O4），具磁性。黄铁矿（FeS2），分解后形成硫酸盐。 6、磷酸盐类矿物：磷灰石是制造磷肥的主要原料，是植物磷元素的主要来源。 7、方解石（CaCO3）：方解石是土壤中碳酸钙的主要来源。 8、褐铁矿（Fe2O3·3H2O）：由赤铁矿水化形成的一种含水氧化铁，是土壤黄色和棕色染色剂。 母质 1、成土母质：矿物岩石经各种风化作用后形成的疏松多孔体 2、土壤母质与岩石和土壤相比，有很大区别。 母质有别于岩石，其颗粒小，单位体积或单位质量的表面积增大，颗粒间多孔隙，疏松，有一定的透水性、通气性及吸附性能。母质所具有的这些肥力因素还远远不能满足植物的需要。 3、母质类型 岩石矿物风化形成的母质，有的就地堆积，但大多数是在重力、水流、风力、冰川等外力的作用下搬运到其他地方，形成各种沉积物，有的甚至经过多次搬运沉积。 按风化物搬运动力与沉积特点的不同，可将成土母质分为以下8种类型：残积物 粒级：石砾，砂粒，粉粒，粘粒 粒级（粒组）：根据土粒大小和性质，将其分成若干组，称土壤粒级或粒组。

不同干密度砾石土的土-水特征曲线规律及拟合分析

不同干密度砾石土的土-水特征曲线规律及拟合分析 发表时间：2015-01-08T17:02:44.807Z 来源：《价值工程》2014年第8月下旬供稿作者：黄靖 [导读] 非饱和土是目前土力学领域的研究方向，而土-水特征曲线SWCC（Soil-Water Characteristic Curve）是近年国内外研究的热点。 黄靖淤HUANG Jing曰罗启迅于LUO Qi-xun （淤昆明理工大学津桥学院，昆明650106；于四川大学水利水电学院，成都610065） （淤Oxbridge College，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650106，China； 于College of Water Resource and Hydropower，Sichuan University，Chengdu 610065，China） 摘要：利用SWC-150 Fredlund 土-水特征曲线压力仪，对不同干密度的砾石土进行土-水特征试验，探讨不同干密度下土-水特征曲线(SWCC)的变化规律；采用四种不同的拟合方程对试验所得的土-水特征曲线通过最小二乘法进行拟合，获得了拟合参数及残差平方和。通过残差平方和剂曲线形状对比，Fredlund & Xing 四参数方程的拟合效果最好。 Abstract: SWC-150 Fredlund Soil-Water Characteristic Cell is used to test the soil-water characteristic curve (SWCC) of gravelly clayeysoils with different densities to discuss the change rule of SWCC. Using least-square method, SWCC is fitted by four fitting tri-parametermodel, the parameters and residual sum of squares of the model are discussed. Through the residual sum of squares and curve shapes, thefitting effect of Fredlund & Xing four parameter equation is best. 关键词：土-水特征曲线；干密度；试验；拟合 Key words: soil-water characteristic curve；dry density；test；fitting 中图分类号：TU44 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）24-0067-03 0 引言 非饱和土是目前土力学领域的研究方向，而土-水特征曲线SWCC（Soil-Water Characteristic Curve）是近年国内外研究的热点。土-水特征曲线是描述非饱和土中吸力与饱和度或含水率之间关系的曲线。实验研究表明，非饱和土的性状与其土-水特征曲线存在密切的联系，根据土-水特征曲线可以推导出非饱和土的抗剪强度[1]，体应变[2]、渗透系数[2]。因此，土-水特征曲线是描述土的非饱和（持水）特性的一个关键曲线。 总的来说，目前对非饱和土的土-水特征曲线的研究多集中在粉土、粘性土及黄土，而对含粗粒粘性土的研究、尤其是对砾石土的研究很少。 国内工程实践表明，高土石坝采用砾石土作为心墙防渗料已成为发展趋势，砾石土作为高土石坝防渗体的主体，其土水特征曲线的深入研究是非常必要的。为了研究不同干密度下砾石土的土-水特征曲线的影响，本文对6种不同干密度土样进行土-水特征试验，探究不同干密度下土-水特征曲线(SWCC)的变化规律，并采用Gardner 方程，Van Genuchten 方程，Fredlund&Xing 三参数方程，Fredlund & Xing 四参数方程利用matlab 软件，通过最小二乘法对土-水特征曲线试验点进行拟合，获得了土水特征曲线的模型参数，选出拟合的最优模型。 1 试验方法 1.1 试验土样 本次试验选取了内径D 为38 mm，高度H 为31.5 mm的环刀进行土样的制备。试样的直径D 和高度H 与粗粒土最大粒径dmax 有密切关系，通常采用D/dmax= 5 的关系对超出粒径范围的颗粒采用等量替代法进行处理。根据上述关系及试验原土料，本次试验中dmax 取5 mm，按比例等质量替换粒径大于5 mm 的土[3]。选取国内某高土石坝砾石土心墙料的粘土性质和掺砾比进行试验。土样中粘土比重 Gs=2.71，液限wL=33.4豫，塑限wP=19.6豫，塑性指数IP=13.8，定名为低液限粘土（CL）。采用的掺砾比为50%，超径砾石采用一级等量替代。试验采用的砾石土的颗粒组成见表1，级配曲线见图1，按《土工试验规程》（SL237-1999）定名为粘土质砾。 1.2 试验仪器 试验采用的是加拿大GCTS 公司生产的SWC-150Fredlund 土-水特征曲线压力仪。其原理是对装有含水土样的压力容器施加一定的气压力，迫使土样水分渗出达到平衡；利用轴平移技术使土样的基质吸力等于施加的气压力，然后测量此时的土样含水率，从而获得土样的土-水特征曲线。该仪器所用的高进气值陶土板通过用于密封的环氧树脂粘合在特制套环中，试验时陶土板嵌入底座的凹槽，凹槽内壁由O 型圈密封。凹槽底部刻有一组蛇形槽，用于冲刷陶土板底部附着的气泡。试样的含水率可通过测定两个体变管中的排水量算出。 1.3 试验方案 为了对比分析不同干密度的土-水特征曲线的变化规律，在基质吸力施加范围0~450 kPa 内，采用6 个不同干密度籽d 的土样在竖向应力为0 kPa 条件下进行试验，籽d 分别为1.897 g·cm-3，2.046 g·cm-3，2.065 g·cm-3，2.187 g·cm-3，2.194 g·cm-3，2.216 g·cm-3。

土壤水系沉积物具体采样方法

（一）水系沉积物测量 1:5万水系沉积物测量的工作布置是在充分研究区域地质矿产资料，根据区域矿产分布特征及已知矿化点分布情况进行的。其基本原则是：在区域上有足够的采样点控制异常围，圈定异常位置，查明异常分布及组合特征。 根据《地球化学普查规》和《关于〈地球化学普查规样品分析技术要求补充规定〉的通知》要求，结合景观地球化学条件、区域成矿规律、通行难易程度，围绕测区地质矿产调查目标任务，在本区开展1:5万水系沉积物测量，结合实际情况布设样点。 化探采样工作采用GPS全航迹管理，GPS定位数据采用随机配备的软件进行处理。成果中的坐标单位一律以米计。样品布设、采样要求和样品加工与测试分析按《地球化学普查规》、《地球化学普查规样品分析技术要求补充规定》（中地调发[2007]220号）、中国地质调查局《关于青藏高原区域化探方法技术问题的函》等执行，样品分析单位选择具有“CMA”计量资质的检测单位承担。 样品的采集关系到化探质量的好坏，从采样点的布置、取样介质选取和采集、样品编号、加工、包装、送样到测试各个环节必需严格按照有关规执行。 1、采样点布置原则 1．采样密度：采样点布设密度为4－8个点/km2，平均密度不小于4个点/km2。采样布局应兼顾均匀性与合理性，根据测区实际情况，以最大限度控制汇水域面积和取得具有代表性样品为原则。

2．采样点的布设以4个小方格（1km2）作为采样大格，在全区围分布基本均匀，大格中样品一般应兼顾控制效果和样点基本均匀两方面。 3．采样点尽量布设在最小水系（大于300m）—即一级水系末端和分支水系口上。如果水系较长（大于1km），在水系首尾之间增加采样点，使每一个采样点控制的汇水盆地面积大致在0.25km2之间。原则上不出现5个以上的连续空小格，每个小格的样品不超过2件。水系极不发育地区可以土壤样代替水系沉积物样品，但土壤样应控制在1%以。 4．采样点的布设应避开自然和人工污染地段，如公路、村庄、采矿（石）场等。水系不发育地段，样点布设在受水面积大的冲沟、凹地中。 5．由于设计点位是在未进行实地踏勘的情况下，在1:5万地形图上布设的，个别点位可能不尽合理，允许工作人员在实施过程中结合实际情况适当调整，但变动率应控制在10％以下。 （二）布点方法 在地形图上按1km2为单元进行大格编号，以1:5万图幅为单位，由左至右再自上而下的顺序编排大格号，每个大格分为a、b、c、d 四个小格，图幅边缘按大格中心点所在位置编号。每小格中采集的第一号样品为1，第二号样品为2，每个采样点按上述顺序进行编号。 重复样按工作总量的3%布设。重复样编号方法与上述方法相同，但应为采样小格中最后样号的样品。重复样主要用来检查野外取样的

土壤水分特征曲线

土壤水动力学 学院：环境科学与工程学院专业：水土保持与沙漠化防治学号： 姓名：

土壤水分特征曲线的研究与运用 摘要：土壤水的基质势随土壤含水量而变化，其关系曲线称为土壤水分特征曲线。该曲线反映了土壤水分能量和数量之间的关系，是研究土壤水动力学性质必不可少的重要参数，在生产实践中具有重要意义。本文总结并比较分析了前人在土壤水分特征曲线测定方法中的各种模型，其中对Van Genuchten模型的研究较为广泛。但为之在DPS中求解Van Genuchten模型参数和在试验基础上建立的土壤水分特征曲线的单一参数模型结构较为简单，省时省力，可进一步的推广运用。 关键词：土壤水分特征曲线Van Genuchten模型运用 1.土壤水分特征曲线的研究 1.1土壤水分特征曲线的概念 土壤水分特征曲线是描述土壤含水量与吸力(基质势)之间的关系曲线。它反映了土壤水能量与土壤水含量的函数关系,因此它是表示土壤基本水力特性的重要指标,对研究土壤水滞留与运移有十分重要的作用[1]。 1.2土壤水分特征曲线的意义 土壤水分特征曲线反映的是土壤基质势(或基质吸力)和土壤含水量之间的关系。土壤水分对植物的有效程度最终决定于土水势的高低而不是自身的含水量。如果测得土壤的含水量,可根据土壤水分特征曲线查得基质势值,从而可判断该土壤含水量对植物的有效程度[2]。

1.3土壤水分特征曲线的测定方法 1.3.1直接法 通过实验方法直接测定土壤水分特征曲线的方法称为直接法。直接法中有众多的实验室和田间方法，如力计法、压力膜法、离心机法、砂芯漏斗法、平汽压法等，而前3种应用最为普遍。①力计法：是土壤通过土杯从力计中吸收水分造成一定的真空度或吸力，当土壤与外界达到平衡时，测出土壤基质势，再测出土杯周围的土壤含水量，不断变更土壤含水量并测相应的吸力，就可完成土壤水分特征曲线的测定。力计法可用于脱水和吸水2个过程，可测定扰动土和原状土的特征曲线，是用于田间监测土壤水分动态变化重要的手段，在实际工作中得到广泛应用。但力计仅能测定低吸力围0～0．08Mpa的特征曲线。②压力膜法：是加压使土壤水分流出，导致土壤基质势降低直到基质势与所加压力平衡为止，测定此时的土壤含水量．通过改变压力逐步获取不同压力下的含水量即可得到水分特征曲线。压力膜法可应用于扰动土和原状土，测定特征曲线的形状与土壤固有的特征曲线相符，可应用于土壤水分动态模拟，但测定周期长，存在着土壤容重变化的问题。③离心机法：测定某吸力下所对应的含水量，原理和实验过程同压力膜法相似，但其压力来源于离心机高速旋转产生的离心力。离心机法可应用于扰动土和原状土，测定周期短。特征曲线的相对形状与土壤固有的特征曲线相符，可用于土壤水分动态模拟。但是离心机仅可测定脱水过程，且在测定过程中土壤容重变化很大，若能对容重的影响进行校正，可望有较高的测定准确度。邵明安(1985)从土壤蒸发试验的预测与实测的含水量的偏离程度初步研究了以上3种方法测定土壤基质势的差别及准确性，结果表明考虑容重变化的离心机法有较高的准确度。④砂芯漏斗法：就是用一个砂芯漏斗和连接悬挂水柱的土板形成

土壤水系沉积物具体采样方法

土壤水系沉积物具体采样方法（一）水系沉积物测量 1:5万水系沉积物测量的工作布置是在充分研究区域地质矿产资料，根据区域矿产分布特征及已知矿化点分布情况进行的。其基本原 则是：在区域上有足够的采样点控制异常范围，圈定异常位置，查明异常分布及组合特征。 根据《地球化学普查规范》和《关于〈地球化学普查规范样品分析技术要求补充规定〉的通知》要求，结合景观地球化学条件、区域成矿规律、通行难易程度，围绕测区地质矿产调查目标任务，在本区开展1:5万水系沉积物测量，结合实际情况布设样点。 化探采样工作采用GPS全航迹管理，GPS定位数据采用随机配备的软件进行处理。成果中的坐标单位一律以米计。样品布设、采样要求和样品加工与测试分析按《地球化学普查规范》、《地球化学普查规范样品分析技术要求补充规定》（中地调发[2007]220号）、中国地质调查局《关于青藏高原区域化探方法技术问题的函》等执行，样品分析单位选择具有“ CMA计量资质的检测单位承担。

样品的采集关系到化探质量的好坏，从采样点的布置、取样介质选取和采集、样品编号、加工、包装、送样到测试各个环节必需严格按照有关规范执行。 1、采样点布置原则 1.采样密度：采样点布设密度为4- 8个点/km2,平均密度不小于4个点/km2。采样布局应兼顾均匀性与合理性，根据测区实际情况，以最大限度控制汇水域面积和取得具有代表性样品为原则。 2.采样点的布设以4个小方格（1km2）作为采样大格，在全区范围内分布基本均匀，大格中样品一般应兼顾控制效果和样点基本均匀两方面。 3.米样点尽量布设在最小水系（大于300m）—即一级水系末 端和分支水系口上。如果水系较长（大于1km）,在水系首尾之间增加采样点，使每一个采样点控制的汇水盆地面积大致在0.25km2之 间。原则上不出现5个以上的连续空小格，每个小格的样品不超过 2 件。水系极不发育地区可以土壤样代替水系沉积物样品，但土壤样应控制在1%以内。 4.采样点的布设应避开自然和人工污染地段，如公路、村庄、采矿（石）场等。水系不发育地段，样点布设在受水面积大的冲沟、凹地中。 5.由于设计点 位是在未进行实地踏勘的情况下，在1:5万地形图上布设的，个别点位可能不尽合理，允许工作人员在实施过程中结合实际情况适当调整，但变动率应控制在10%以下。 （二）布点方法 在地形图上按1km2为单元进行大格编号，以1:5万图幅为单位，由左至右再自上而下的顺序编排大格号，每个大格分为a、b、c、d

土壤入渗实验指导书

《水文学原理》实验指导书 天津农学院水利工程系 2006.9

实验一土壤渗透系数的测定 [实验目的]： １．掌握土壤下渗的物理过程及下渗机理； ２．测量土壤渗透系数Ｋ； ３．学习正确使用渗透筒。 [实验原理]： 下渗过程一般划分为三个阶段。第一阶段为渗润阶段，这阶段，土壤含水量较小，分子力和毛管力均很大，再加上重力的作用，所以此时土壤吸收水分的能力特别大，以致初始下渗容量很大，而且由于分子力和毛管力随土壤含水量增加快速减小，使得下渗容量迅速递减。第二阶段为渗漏阶段，土壤颗粒表面已形成水膜，因此分子力几乎趋于零，这时水主要在毛管力和重力作用下向土壤入渗，下渗容量比渗润阶段明显减小，而且由于毛管力随土壤含水量增加趋于减小阶段，所以这阶段下渗容量的递减速度趋缓。第三阶段为渗透阶段，在这一阶段，土壤含水量已达到田间持水量以上，这时不仅分子力早已不起作用，毛管力也不再起作用了。控制这一阶段下渗的作用力仅为重力。与分子力和毛管力相比，重力只是一个小而稳定的作用力，所以在渗透阶段，下渗容量必达到一个稳定的极小值，称为稳定下渗率。 [实验仪器]： 1.渗透筒（渗透环）一套——渗透筒是用金属做的一套无底同心圆柱筒，筒底 具刀口，同心环内管的横截面积为1000cm2,内径35.8cm，高30-50cm，外筒内径60cm（亦可用土埂围堰代替外筒）； 2.量筒500ml和1000ml各一个； 3.水桶2个；温度计1支（刻度0-50℃）；秒表（普通钟表）1块；量水测针或 木制厘米尺一个；席片或塑料薄膜（灌水时防止冲刷用）。 [实验步骤]： 1.选取具有代表性的地块，把渗透筒的内筒插入土中，深度10cm左右，同时插 好外筒。如无外筒，可筑埂围堰，高度和内筒高相平，埂顶宽20cm，并捣实之。 2.同内外插入量水测针或木制厘米尺各一支，筒内水层厚度一般保持5cm。 3.把席子或塑料薄膜放入筒底，同时把温度计插入筒内。在开始灌水时，土壤 吸水速度较快，为使筒内达到一定水层，第一次灌水要快，同时视水层下降

土壤离心机测量土壤水分特征曲线的方法及应用意义

土壤离心机测量土壤水分特征曲线的方法及应用意义 土壤水分特征曲线一般也叫做土壤特征曲线或土壤pF曲线，它表述了土壤水势（土壤水吸力）和土壤水分含量之间的关系。通常土壤含水量Q以体积百分数表示，土壤吸力S以大气压表示。由于在土壤吸水和释水过程中土壤空气的作用和固、液而接触角不同的影响，实测土壤水分特征曲线不是一个单值函数曲线。 用非线性函数表示土壤水分特征曲线与渗透系数变化的理论模型有Van Genuchten模型 (V-G模型)、Brooks-Corey模型等。这些理论模型的参数需要通过对土壤水分特征曲线的 观测加以确定。 土壤水分特征曲线是重要的土壤水力性质参数之一： 土壤水的基质势或土壤水吸力是随土壤含水率而变化的,其关系曲线称为土壤水分特征曲线。该曲线反映了土壤水分能量和数量之间的关系，属于土壤的基本物理性质，是研究土壤水动力学性质比不可少的重要参数，对研究土壤水运动及其溶质运移有重要作用，在生产实践中具有重要意义。 已有的土壤水分特征曲线测定方法主要包括负压计法、砂性漏斗法、压力仪法、离心机法等。土壤的渗透系数也随含水率变化,表现为曲线关系。 以土壤吸力表示土壤水分的状态，干燥的土壤对土壤水分的吸力强，湿润的土壤对水分的吸力弱，所以用土壤对水分吸力的大小，在一定范围内可以表示土壤水分状态和土壤水势。土壤吸力一般用大气压表示，干燥土壤的吸水极强，可达几千甚至上万个大气压，为了书写方便起见，一般用与大气压相当的水柱高度的厘米数（负值）对数来表示，称pF。 检测土壤水分特征pF曲线高速冷冻离心机HR21M

怎样用离心机法测土壤水分特征曲线? 用土壤离心机测土壤水分特征曲线方法：去取原状土或者扰动土,在不同转速和时间下测量含水量做水分特征曲线即可。根据离心机实测试验数据,分析不同质地土壤水分特征曲线变化趋势。相同离心力下，随着黏粒含量增加,最佳离心时间变长。 用离心机法测土壤水分特征曲线意义： 土壤水分对植物的有效程度最终决定于土水势的高低，而不是自身的含水量。如果测得土壤的含水量，可根据土壤水分土特征曲线查得基质势值，从而可判断该土壤含水量对植物的有效程度。 土壤水分特征曲线可反映不同土壤的持水和释水特性，也可从中了解给定土类的一些土壤水分常数和特征指标。曲线的斜率倒数称为比水容量，是用扩散理论求解水分运动时的重要参数。曲线的拐点可反映相应含水量下的土壤水分状态，如当吸力趋于0时，土壤接近饱和，水分状态以毛管重力水为主；吸力稍有增加，含水量急剧减少时，用负压水头表示的吸力值约相当于支持毛管水的上升高度；吸力增加而含水量减少微弱时，以土壤中的毛管悬着水为主，含水量接近于田间持水量；饱和含水量和田间持水量间的差值，可反映土壤给水度等。故土壤水分特征曲线是研究土壤水分运动、调节利用土壤水、进行土壤改良等方面的最重要和最基本的工具。 土壤水分特征曲线主要有以下几方面的应用： 1.进行基质势和含水量的相互换算。 根据土壤水分特征曲线可将土壤湿度换算成土壤基质势，依据基质势可判断土壤水分对作物的有效度。也可将基质势换算成含水量，根据土壤水分特征曲线可查得田间持水量、凋萎湿度和相应的有效水范围。土壤水分特征曲线斜率的倒数，即单位基质势变化所引起含水量的变化，称之为比水容重，是衡量土壤水分对植物的有效性和反映土壤持水性能的一个重要重要指标。 2.表示比水容重。 土壤水分特征曲线斜率的倒数，即单位基质势变化所引起含水量的变化，称之为比水容重，是衡量土壤水分对植物的有效性和反映土壤持水性能的一个重要重要指标。 3.可以间接反映土壤孔隙的分布。 若将土壤中的孔隙设想为各种孔径的圆形毛细管，那么S和毛细管直径d的关系可简单的表示为S=4σd。式中σ为水的表面张力系数，室温条件下一般为75×105N/cm。应用数学物理方法对土壤中的水运动进行定量分析时，水分特征曲线是不可缺少的重要参数。 4.可以判断土壤质地状况和土壤水分在吸力段的分布状况。 曲线的拐点可反映相应含水量下的土壤水分状态，如当吸力趋于0 时，土壤接近饱和，水分状态以毛管重力水为主；吸力稍有增加，含水量急剧减少时，用负压水头表示的吸力值约相当于支持毛管水的上升高度；吸力增加而含水量减少微弱时，以土壤中的毛管悬着水为主，含水量接近于田间持水量；饱和含水量和田间持水量间的差值，可反映土壤给水度等。故土壤水分特征曲线是研究土壤水分运动、调节利用土壤水、进行土壤改良等方面的最重要和最基本的工具。

试验六土壤胶体性状的观察

实验六 土壤胶体性状的观察 土壤胶体可分为无机胶体、有机胶体和有机无机复合胶体。无机胶体是指粘粘的微细部分，有机胶体指的是土壤腐殖质。实验证明，土壤中很多的物理和化学性质如电性、物理化学吸收（离子交换作用）和凝聚作用等均与土壤胶体有关。 一、电泳现象 带电粒子在一个电场中，受电场的影响而运动。带正电荷的粒子向阴极移动，带负电荷的粒子向阳极移动，这种现象称为电泳。本实验将证明胶体土粒是带电的，而且在一般自然情况下，其所带的电性主要是负的。 按图15装置，先在U 形管中放一些蒸馏水，加中 性盐电解质数滴混合，以增加其导电性，然后把土壤 悬液从中间漏斗缓缓放入U 形管中，使U 形管两臂中 的悬液升至 a 处，而把管中原盛的蒸馏水面升至b 处， 先观察两臂中的悬液面。将其高度记下，然后接通直 流电源（为节省实验时间，以上步骤可由指导教师完 成）。 如果所用直流电源为30伏，大约经过 2小时以 后进行观察，可发现 U 形管两臂的土壤悬液面的位置 和原来不同了。电源的电位愈大，悬液面的移动越快。 把两臂中悬液面的移动方向记下来，说明原因，作出 结论。 二、吸附现象 土壤胶体带有电荷，必然能吸附带相反电荷的粒子，吸附现象可以进一步帮助我们了解土壤胶体所带电荷的种类以及它们和土壤保肥能力的关系。 1．取粗质土（沙土）和细质土（粘土）各5克，分装于2个直径为1厘米左右的试管中，各加 0.001M 氯化亚铁液10毫升，摇动后过滤，取上部清液各2毫升，置于二个试管中，另取一试管装入未和土壤作用过的氯化亚铁溶液2毫升，各加入1％K 3[Fe 2（CN ）6]溶液3滴，这时所产生的蓝色沉淀为滕氏蓝。比较3个试管中所产生的颜色深浅，把它记下来，作出结论说明原因，并从这一实验的结果，推论粗质土和细质土在保肥上的差异。 2．取上述经土壤吸收的溶液各2毫升及未和土壤作用过的0.001M 氯化亚铁溶液2毫升，分别盛于试管中，各加硝酸银液3滴，观察白色沉淀（氯化银）的多寡，并说明原因。 3．取试管4支，各加细质土5克，又各加 0.001M 氯化亚铁10毫升，摇匀，然后在 3 支试管中分别进行下列处理： （1）加1M 氯化钠20滴； 图15 电泳装置

土壤沉积物检测考题

姓名：成绩： 土壤沉积物检测 一、单项选择题（每题3分） 1、消解处理的目的是破坏（），溶解悬浮性固体，将各种价态的欲测元素 氧化成单一高价态或转变成易于分离的无机化合物。 A 有机物B无机物 C 有机质 D 基体 2、当水样中的欲测组分含量（）分析方法的检测限时，就必须进行富集或 浓缩 A 大于 B 等于 C 低于 D 不低于 3、土壤的电导率用（）测定 A 电极 B pH计 C 天平 D 电导率仪 4、底质监测断面的位置应与水质监测断面重合，采样点在水质采样点垂线 的（）。 A 正上方 B 正下方 C 左下方 D 右下方 5、中国土壤的pH大多在（）范围内，并呈东南酸西北碱的规律。 A 4.5～8.5 B 3.5～8.5 C 4.5～10.5 D 6.0～7.0 6、土壤样品的采集和处理是土壤分析工作的一个重要环节，采集有（）的 样品，是测定结果能如实反映土壤环境状况的先决条件。 A 单一性B特定性 C 典型性 D 代表性 7、采集剖面样品时，在各层次典型中心部位（）采样，切忌混淆层次、 混合采样。 A 自上而下 B 自左而右 C 自外而内 D 自下而上 8、新鲜土壤样品，放在玻璃瓶中，置于低于（）℃的冰箱内存放，保存 半个月。 A 10 B 15 C 4 D -20 9、空白试验是用去离于水代替试样，采用和试样相同的步骤和试剂，制备 并进行测定。每批样品至少制备（）个以上的空白。 A 1 B 2 C 3 D 4 10、（）和振荡提取时间影响土壤可溶性盐分的提取。 A 过滤速度 B 静置时间 C 水土比例 D 蒸干时间 11、根据《土壤环境监测技术规范》（HJ/T 166-2004 ），事故土壤监

土壤入渗实验报告

一、实验目的 1．加深对土壤渗吸速度变化的一般规律的了解。 2．了解土壤质地对土壤渗吸速度的影响。 3．掌握土壤渗吸速度的常规测定方法及装置原理。 二、实验设备 水在土壤中入渗分为有压入渗和无压入渗。如漫灌、畦灌和沟灌都属于有压入渗。喷灌、滴灌属于无压入渗。本试验是模拟有压入渗条件下，土壤渗吸速度的测定。 本试验为室内试验，试验装置如图4-1-1。试验仪器大体分为由两部分，即试样渗吸桶和供水马氏瓶。双环入渗试验的外环外径为15cm，内径14cm；内环的外径直径10cm，内径直径9cm，高15cm。安装后要求内环环顶端与渗吸筒齐平，下端插入土内10cm。试验桶正上方为自动供 水箱（即为马氏瓶），使内环保持稳定的水层深度。供水马氏瓶外径6cm，内 径5cm。此外再配备秒表、水桶、水勺和刮土板等试验用具。 三、实验方法及步骤 1．实验准备工作 a．人员分工 每组实验人员3～5人，其中一人计时兼指挥，一人读取供水水位数 值，一人加水，其余人员做记录和观察渗吸规律。 b．准备工作 和内环一并称重， （1）测量试样桶容积V，按欲模拟土壤干容重 干 M。 计算出干土重' （2）将筛网贴紧桶底铺好，然后开始填装。土样一般分5～6次填装， 均匀夯实，层间要“打毛”。土样全部装好后用刮板刮平表面，最后将马 氏瓶安装好待用。 (3) 关闭供水箱（马氏瓶）的出水口，向水箱内注水，然后用胶塞密 封注水进水口。图4-1-1 试验装置示意图 (4) 在试样图环内表层铺塑料薄膜，向环内注入约5cm深的水层，打 开供水箱开关，用注射器抽水，直至马氏瓶能正常供水（目的是调节马氏瓶）。 (5) 检查秒表是否正常及回零位。 (6) 记录供水箱原始水位读数。 2. 实验方法及步骤 试验人员必须精力集中，认真负责，在统一指挥下，分工协作，作好记录。 a．迅速抽取塑料薄膜，并开始记时水位数值。 b．读取第一分钟末供水箱的水位，按试验要求读取水位数值。 c．实验至渗吸速度稳定后(即每两次水位读数差相同)，实验结束。 3. 注意事项 a．供水箱出水口必须淹没在内环水面以下0.5～1.0cm。 b．水位读数要读取每分钟末的数值，该数是计算渗吸规律重要的参数之一。 c．试验开始时迅速向外环加水至0.5～1.0cm时，使内外环水位大致保持相同水深，但外环加水不计入总量。 d．内环的供水量，由水箱上的标尺读数换算获取。 四、试验原理及资料分析整理