便携式渗透计.PDF

便携式渗透计 便携式渗透计由于其紧凑简单的设计结构非常适合野外测定使用，所需要的水量很少，只需一个水杯即可。便携式渗透计也 是实验室和课堂演示土壤导水率基本原理的好工具。 工作原理 便携式渗透计上下两个室中均注有水。上部的气泡室控制虹吸过程。下室的水渗透到土壤当中，渗透速度受气泡室虹吸程度 的控制。下室的样子像一个量筒，标有mL刻度。渗透计的底部是一个不锈钢多孔圆盘，防止水分渗漏到空气当中。底盘直径小， 保证可以安放在相对平整的土壤表面。 将渗透计放置在土壤表面上后，下室的水分就会渗透到土壤中，速度受到土壤水力性质的影响。下室的水位下降后 ，记录一 段时间间隔内的渗水体积（对沙壤土来说一般是30秒）。将这些记录数据在电子表格中做图（渗透计随机所带光盘），得出导水 率。 导水率 便携式渗透计测量的是它所安放位置介质的导水率。在M.B. Kirkham （2005 ）土壤与植物水分关系的原理一文中对导水率的定 义是：在重力或者单位水力梯度的作用下，水分一天内渗入土壤的深度。这与渗透速率的定义不同，后者的定义为：单位时间内 水分进入土壤的深度，不论何种大小的外力或梯度。掌握某种土壤类型或特定区域的导水率对研究者、土地管理者和园丁都是非 常重要的。渗透作用也关系到污染物迁移、地表水回灌和生态系统可持续性等多个领域。 由于渗透计的虹吸管是可调的(0.5 to 7 cm)，我们可以获得关于土壤的更多信息you can get additional information about the soil by eliminating macropores with an air entry value smaller than the suction of the infiltrometer. 。这一过程是通过施加微小的负压或者虹吸力来 控制渗透作用的。当水分处在张力或者虹吸力的作用下时，不会进入裂缝或虫穴等大孔隙中，只进入土壤水力梯度控制的部分。 当所有孔隙都被填满时，可以得到饱和导水率。大孔隙中的水流在各处会有很大的差异，所以很难确定其量。处在张力作用下的 水分不会填充到大孔隙中，测得土壤基质的导水率特性，而且受空间异质性的影响小。 土壤导水率受到土壤水势和水分含量因素的影响。随着土壤变干导水率下降，主要是因为空气进入了以前土壤水分填充的空 间。随着空气的逐渐进入，土壤颗粒间容许水流的通道越来越窄，越来越曲折，使得水流越来越困难。 准备工作 1 向气泡室灌水：将流水灌入虹吸管中，或移去上盖灌水。 注意：不要使用蒸馏水。因为土壤中的水分含有盐分等溶解的物质。使用蒸馏水会改变土壤溶液的离子平衡，使土壤中粘粒聚集 或散开。 2 当气泡室灌满水后，将渗透计倒过来，打开多孔不锈钢底座，往下室内注满水。 3 马士管靠近底座的一端经过严格的定位，保证当管子冒泡时虹吸偏移量为零。如果 位置不小心改变了，需要将马士管重新调整到距储水管（下室）底部6mm的地方。The position of the end of the mariotte tube with respect to the porous disk is carefully set to ensure a zero suction offset while the tube bubbles. If this dimension is changed accidentally, the end of the mariotte tube should be reset to 6mm from the end of the plastic water reservoir tube. 4 重新放置底部的橡胶垫，确保多孔底盘安放稳定。 5 如果渗透计竖直放置，不应该有水漏出。 选择合适的虹吸速度 因为不同类型土壤的水分入渗速率不同，测定体积/时间的变化就比较困难，特别是像沙质土壤这样入渗速度非常快的土壤类 型。所以，需要根据测定的土壤类型调整虹吸速度以更好的适应入渗过程。对于大多数情况来说，2cm 的虹吸速度正合适。沙质 土壤的入渗速度由于很快，虹吸速度6cm 比较合适；而对于紧实度高入渗慢的土壤来说，建议使用0.5cm 的虹吸速度。我们要提示 的是: 只建议熟悉仪器和操作理论的使用者根据实际需要采取2cm 以外的虹吸速度。 调节虹吸速度时需要上下调整虹吸管的高度，水面高度即与标示虹吸速度的刻度持平。如果虹吸管移动困难，在管壁上涂抹 一点真空润滑油。低的虹吸速度可以填充大孔隙，高的虹吸速度仅填充小孔隙。