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土壤水分运动分析
发表时间:2018-09-03 15:55:23点击:1780
来源:北京博普特科技有限公司
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土壤水的监测较初源于农业生产活动中土壤墒情的监测。土壤墒情是较重要的土壤信息,是科学控制和调节土壤水分状况进行节水灌溉、实现科学用水和自动化灌溉的基础,尤其是在干旱半干旱地区的大型灌区,如泾惠渠灌区、石河子垦区,降雨偏少,水资源紧缺,只有对灌区土壤的水分进行实时动态监测,才能了解作物是否缺水,是否需要灌溉。
土壤水分监测可分为人工监测和自动监测。早期的土壤水分监测主要依靠人工土钻取样,利用烘干法进行测量,通过撰写纸质材料、有线电话或电报形式进行报送。随着农田面积的增大,人工监测土壤水分成为一种高耗时的劳动密集型工作,同时受到人力和环境条件限制,站点稀少、数据量少,通信手段落后,信息传输时效性差,已经不能满足农田灌溉管理的需求,实现土壤水分自动监测成为了发展的趋势。当代土壤水自动监测系统是基于迅速发展的传感技术、遥感技术、计算机技术及通信技术,为动态有效地获取土壤水分数据而提出的集成技术与方法,旨在运用这些先进技术,构建研究区域土壤信息自动监测系统,动态有效地获取土壤信息,为研究区提供基础数据。
土壤水运移规律研究
由于水在孔隙中的运动缓慢,动能忽略不计,而势能成为主要能量形式,决定土壤水分运动状态,土壤水分在势能梯度下,从势能高处向势能低处运移。在土壤中常以―土水势‖来描述不同部位水分的势能相对水平,主要包括重力势、压力势、温度势、溶质势、气压势等。早期研究非饱和带土壤水分运移规律时,主要考虑重力势和基质势,其中基质势与土壤含水率存在一定 的关系,即土壤水分特征曲线,能够较好的描述土壤水的能量和数量之间的关系。
土壤水分运动中的主要参数有土壤水力导水率,比水容重以及扩散率。土壤导水率是在单位水头差作用下,单位断面面积上流过的水流通量,反映土壤在压力水头差作用下流动的性能。在饱和土壤中称为渗透系数,在非饱和土壤中称为非饱和导水率。饱和土壤孔隙中充满水,导水率在土壤质地和结构不变的情况下为常量,在非饱和土壤中,由于土壤孔隙中部分充气,导水孔隙相应较小,一般受重力势和基质势的作用,是土壤水势或含水率的函数。
土壤饱和导水率的测定方法
土壤饱和导水率的测定方法主要有双环入渗法、单环入渗法、圭夫仪法、 Philip-Dunne 入渗仪法、简单降水头法、盘式入渗仪法、瞬时剖面法和模拟降雨法等。其中双环法是较传统的一种测定方法,是将两个不同直径金属环打入土壤一定深度,然后供水,根据供水量与时间的关系确定土壤饱和导水率。