孔隙水的導(dǎo)電率水分含量及溫度課件

1、Soil Water and Salinity Distribution under Different Treatments of Drip Irrigation不同滴水灌溉試驗(yàn)下土壤水分及鹽度之分佈指導(dǎo)教授: 林俐玲 教授授課教授: 詹勳全 教授7102042002 鍾閔光一. 摘要二.研究方法及材料三.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論大綱內(nèi)容這項(xiàng)研究主要針對(duì)不同的滴水灌溉試驗(yàn)在砂質(zhì)的壤土環(huán)境中，採(cǎi)用田間試驗(yàn)和數(shù)值模擬的方式，藉由觀察染劑入滲時(shí)所產(chǎn)生的圖案，來調(diào)查土壤水分和鹽度分佈。在乾旱國(guó)家，灌溉與農(nóng)業(yè)措施及水質(zhì)對(duì)於土壤退化及土壤永續(xù)性有重大之影響藉由這個(gè)試驗(yàn)，我們可以研究，在土壤中的土壤水分、鹽度分佈以

2、及汙染物質(zhì)的傳播情形。滴水灌溉試驗(yàn)分為三類型:第一組為地表滴水灌溉不含塑膠覆蓋物(T1)第二組為地表滴水灌溉含塑膠覆蓋物(T2)第三組為地表下滴水灌溉(T3)，其灌溉水管設(shè)於地表下10cm處DepthBulk densityClay SiltSandcmgcm-3-%-0201.564415520401.693336440801.6233562801001.6522771試驗(yàn)土壤性質(zhì):每組試驗(yàn)皆採(cǎi)每日灌溉(D)以及雙週灌溉(W)兩種型態(tài)。在設(shè)置滴水灌溉系統(tǒng)前，在不擾動(dòng)土壤結(jié)構(gòu)的前提下，土壤上的植生皆被移除，表面稍微整平。而土壤初始的水分含量皆控制為一常數(shù)。每次灌溉時(shí)間分別為2小時(shí)(每日灌溉)，

3、6小時(shí)(雙週灌溉)，總共試驗(yàn)時(shí)間為72小時(shí)。長(zhǎng)4m ,管直徑13mm試區(qū)間隔2.5m沖洗閥閥門幫浦染劑入滲所產(chǎn)生之圖案由數(shù)位相機(jī)拍攝紀(jì)錄，土壤水及孔隙水的導(dǎo)電度由WET-sensor所測(cè)量。The WET sensor的探針是由三根鐵桿所構(gòu)成，每根長(zhǎng)0.068m，直徑0.003m，每根之間隔0.015m。能用來量測(cè)電容率、孔隙水的導(dǎo)電率、水分含量及溫度。HYDRUS-2D/3D是個(gè)精確且有效率的評(píng)估工具軟體，主要用於模擬二維或三維空間內(nèi)的水分及鹽分移動(dòng)，適用於一立地?fù)碛邢嗤耐寥罓顟B(tài)。採(cǎi)取每日灌溉型態(tài)下，各組最大染劑入滲深度分別為67.5cm (T1)、73cm(T2)、89cm(T3)。採(cǎi)取

4、雙週灌溉型態(tài)為98.5cm(T1)、88cm(T2)、99cm(T3)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，最大的染劑入滲深度和染劑體積覆蓋程度，發(fā)生於採(cǎi)取雙週灌溉型態(tài)的第三組試驗(yàn)(T3)。Dye coverage area with depth for different treatments.但值得注意的是，觀察到的染劑試驗(yàn)結(jié)果並非有效適用於所有的有機(jī)汙染物(ex:殺蟲劑、除草劑)，僅有效適用於類似試驗(yàn)用染劑成分之有機(jī)化合物。每日灌溉相較於雙週灌溉型態(tài)，最上層之土壤層較為濕潤(rùn)，且富含充足之土壤水。此外第二組試驗(yàn)(T2)相較於另外兩組試驗(yàn)，有較高的土壤水含量在土壤內(nèi)，模擬結(jié)果顯示，模型預(yù)測(cè)對(duì)於土壤水分在流域內(nèi)之分

5、佈是良好的。二.研究法及材料Soil water content distribution for different treatments after 72 h of initiating the irrigation (black circle represents the location of the dripper; units: m3 m3).雖然 Wet sensor可以測(cè)量土壤域內(nèi)測(cè)量點(diǎn)的水分含量，它似乎不是一個(gè)合適的電磁裝置，用於測(cè)量孔隙水的電導(dǎo)率在相對(duì)乾燥的沙質(zhì)壤土環(huán)境下。土壤鹽分模擬結(jié)果顯示，受鹽分影響之區(qū)域，該鹽度主要與濕球維度及土壤水分的狀態(tài)有關(guān)。此外，T2相較於T1

6、或T3其表土層含有較低的土壤鹽分。而採(cǎi)取雙週灌溉型態(tài)之試驗(yàn)相較於每日灌溉型態(tài)，有較高的表層土壤鹽分。因此，每日灌溉型態(tài)對(duì)於減少土壤表面之鹽分累積有好的效果。所以T2試驗(yàn)適用於乾旱地區(qū)，其不僅可以避免土壤表面的鹽分累積，導(dǎo)致種子發(fā)芽困難，還可以增進(jìn)土壤長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)的永續(xù)利用性。土壤水分分佈在不同之灌溉形態(tài)下，採(cǎi)取每日灌溉型態(tài)相對(duì)於雙週灌溉型態(tài)之試驗(yàn)擁有較高之土壤濕度。每日灌溉型態(tài)使得土壤有充足的水分。在另一方面，較高的濕度含量及較大的側(cè)延伸濕潤(rùn)區(qū)可以於第二試驗(yàn)組(T2)觀察到，因此有塑膠覆蓋物的試驗(yàn)適用於乾旱國(guó)家，其可維持較高的土壤水分含量於流場(chǎng)中。水分均衡計(jì)算顯示，採(cǎi)取雙週灌溉型態(tài)之水分流失(ex:蒸發(fā)散、深層排水)，會(huì)稍微高於每日灌溉型態(tài)。T2相較於其他試驗(yàn)擁有較大量的土壤水含量。最後要注意的是，這個(gè)試驗(yàn)所得之結(jié)果的屬於短時(shí)間操作下，所以對(duì)於長(zhǎng)時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果並沒有很明確的結(jié)論。綜合以上結(jié)果，採(cǎi)用每日灌溉型態(tài)之滴水灌溉試驗(yàn)適用於乾旱地區(qū)，能有效減低土壤基質(zhì)中之污染源傳播以及最小化地下水受汙染的風(fēng)險(xiǎn)，特別於較淺之地下水處?；短镩g試驗(yàn)以及數(shù)值模擬的結(jié)果，有覆蓋物的試驗(yàn)(T2