土壤水力參數(shù)確定方法及空間分布特征研究.pdf

1、土壤水力參數(shù)是確定灌溉、排水系統(tǒng)工程的重要參數(shù)。本文采用田間實(shí)驗(yàn)和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合方法，對(duì)陜西省9個(gè)縣和甘肅省臨澤縣的土壤水力參數(shù)分布特征進(jìn)行了直接測(cè)定，同時(shí)用質(zhì)地等基本物理參數(shù)間接求解了土壤水力參數(shù)，得到如下主要研究成果:
　　(1)對(duì)比分析多種因素對(duì)土壤吸滲率及導(dǎo)水率的影響，結(jié)果顯示，隨著土壤含水率的增大，土壤吸滲率逐漸減小;土壤吸滲率曲線基本服從指數(shù)函數(shù)分布;不同土地利用方式對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率有一定影響;同時(shí)由于林地的有機(jī)質(zhì)含量

2、和容重偏大，而農(nóng)地人為因素影響較大，因此林地和農(nóng)地適宜采用穩(wěn)態(tài)流方法計(jì)算導(dǎo)水率，而土質(zhì)均一的苜蓿地適宜采用瞬態(tài)流計(jì)算法。
　　(2)土壤結(jié)皮的生長時(shí)間對(duì)土壤的基本性質(zhì)影響較大，其中七年生的土壤結(jié)皮飽和導(dǎo)水率最小;去除土壤結(jié)皮后，土壤的導(dǎo)水能力可大幅升高;去除結(jié)皮后土地的導(dǎo)水率和無結(jié)皮土地的差異性較小;有結(jié)皮存在的土壤，其總孔隙度均低于無結(jié)皮土壤，生物結(jié)皮的形成堵塞了土壤表層孔隙;擾動(dòng)土與原狀土的水分特征曲線存在一定的差異;在相同負(fù)

3、壓時(shí)，擾動(dòng)土的含水率高于原狀土，在近飽和階段，差異更加明顯;擾動(dòng)土的進(jìn)氣吸力大于原狀土。
　　(3)通過不同方法求解土壤水分特征曲線的研究結(jié)果表明，采用固定孔隙標(biāo)定參數(shù)求解，在高吸力階段以及低吸力階段均會(huì)產(chǎn)生較大誤差，而采用隨粒徑變化的分段式標(biāo)定參數(shù)計(jì)算則會(huì)取得相對(duì)較好的結(jié)果;利用顆粒組成資料回歸出標(biāo)定參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式，提高了精度并簡化了計(jì)算量;將顆粒組成資料代入分型模型，通過擬合分形維數(shù)求解得到土壤水分特征曲線總體精度不及物理經(jīng)驗(yàn)

4、模型。
　　(4)通過不同方法求解土壤飽和導(dǎo)水率的研究結(jié)果表明，用實(shí)測(cè)土壤水分特征曲線擬合參數(shù)反求土壤導(dǎo)水曲線時(shí)，會(huì)存在一定的擬合計(jì)算誤差，大尺度計(jì)算可不計(jì);大部分常用的土壤轉(zhuǎn)換函數(shù)(PTFS)計(jì)算模型的計(jì)算結(jié)果均一般，其中Brakensiek方法相對(duì)最好。采用逐步回歸分析建立了求解土壤飽和導(dǎo)水率的經(jīng)驗(yàn)公式，這些變量在顯著性水平為0.05時(shí)，t檢驗(yàn)和F檢驗(yàn)的結(jié)果均達(dá)到顯著，且土壤偏黏時(shí)，飽和導(dǎo)水率的計(jì)算值大于實(shí)測(cè)值，而當(dāng)土壤偏砂時(shí)

5、，則實(shí)測(cè)值大于計(jì)算值。
　　(5)選取兩個(gè)站點(diǎn)的資料分析了土壤飽和導(dǎo)水率和其他基本參數(shù)的空間變異性質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)長武站和臨澤站的農(nóng)田飽和導(dǎo)水率的變異系數(shù)分別為0.75和0.6，屬于中等變異程度，土壤飽和導(dǎo)水率的空間分布均表現(xiàn)出一定的條帶狀與斑塊狀格局;從空間尺度來看，土壤飽和導(dǎo)水率在空間分布上并不是彼此獨(dú)立的，而是具有關(guān)聯(lián)性;兩個(gè)站點(diǎn)土樣的各級(jí)粒徑含量服從正態(tài)分布(p＞0.05)，且變異系數(shù)均小于0.1，為弱變異，但砂粒含量的變異程