登录| 注册    
收藏  点赞 

土壤透水性

土壤在重力作用下接纳和透过水分的能力。又称土壤渗透性。以单位时间内的下渗水量表示。土壤透水性的强弱,决定于土体孔隙状况,主要是非毛管孔隙的数量及其连通情况。土体中各个土层的透水性不同,则整个土体的透水性受其透水性最弱的紧实土层的影响。

土壤在重力作用下接纳和透过水分的能力。又称土壤渗透性。以单位时间内的下渗水量表示。土壤透水性的强弱,决定于土体孔隙状况,主要是非毛管孔隙的数量及其连通情况。土体中各个土层的透水性不同,则整个土体的透水性受其透水性最弱的紧实土层的影响。在砂质土及结构良好而有大量非毛管孔隙的土壤中,透水性强;反之,在缺少非毛管孔隙的粘质土及有高层位粘土夹层的砂质土中,下渗水流被细孔隙堵塞,透水性弱,甚至形成上层滞水,不利于土壤通气和土中生物呼吸。土壤透水性是引水渠道和田间灌排设计中必需的一个重要土壤参数。它的测定可在室内用原状土进行,也可在田间原位测定。

田间测定法

可在固定水层下,也可在变动水层下测定,后者是模拟水田灌上一层水,随着水分下渗而土表水层逐渐变薄的情况。①小区淹灌法。这是土壤透水性测定的标准方法。用木框、铁框或土堤围成一个小区,用马利奥特容器自动加水或人工用量杯加水,在土表保持5厘米水层,记录不同时间的入渗水量。经过2~3个小时或更长的时间后,入渗水量趋向稳定,此时的入渗速率就是渗透系数K(图1)。因为温度对水的粘滞度和流速有影响,所以实际测得的渗透系数K t ,应根据当时水温t,换算成标准温度10℃时的K 10 ,如哈津公式:

土壤透水性

土壤透水性的空间变异大,即使在短的水平距离内水分下渗速率和深度也会有相当大的变化(图2)。因此,测定土壤透水性应选择有代表性的地段,要求较多的重复数,如小区灌水法的小区面积为0.5m×0.5m,应有三个重复,而且应避开大的裂隙以免出现急速下漏的渗漏现象。②小管法。测定不同深度土层尤其是深层的透水性用。在每一层准备一个1米×1米的铲平小区(不要踏实),设置一组小管,表层测定至少有10个小管作为重复,下层3~5个重复,其下端切入土中,小管内灌满水,待水完全渗入土中后,计算其入渗速率即是,可以绘成土壤透水性剖面图(图3)。

图1 土壤透水性的测定记录(K为渗透系数)

图2 土壤透水性测定后的土壤湿层(说明透水性的微域变异)

图3 土壤剖面中各土层透水性的变化(小管法)

渗透系数与饱和导水率

小区淹灌法是在保持土表以上5cm水层的条件下测定,随着时间延长及加水量(入渗水量)的增加,湿层深度h也逐渐增加,此湿层基本处于水分饱和状态,故与垂直下渗的饱和导水率Ks测定条件相似(见达西定律),在时间较长而h较大时,水头梯度i=(5+h)/h也趋向于1,与Ks测定时间相同。但是两者的下方边界条件不同。渗透系数K的测定,下方边界是不断下移的干土层,发生毛管渗吸作用,而Ks测定的下方边界是空的。

不同质地土壤的渗透系数

土壤质地不同,其孔隙状况明显不同,透水性差异很大,砂土透水快,粘土透水慢甚至造成上层滞水。对于上下土层的质地较为均一的土壤来说,其渗透系数(厘米/时)大体如下:砂土101~100,砂壤100~10-1,壤土10-1~10-2,粘土10-2~10-3,碱化粘土可降至10-5。耕作管理和土壤结构改良等可显著改变耕层的土壤透水性