土壤含水量測(cè)定方法-負(fù)壓計(jì)法

#土壤含水量測(cè)定方法-負(fù)壓計(jì)法1）測(cè)量原理在飽和土壤中，水分于土壤孔隙中形成不等的曲率毛管彎月面。由于土粒是浸潤(rùn)物質(zhì)，其彎月面呈凹形，致使土壤產(chǎn)生了毛管水的附加負(fù)壓力。各種土壤由于結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量以及孔性的差異，它所表現(xiàn)的負(fù)壓力也隨之不同。因此，盡管土壤含水量相等，但其所產(chǎn)生的負(fù)壓力卻不等。在同一土壤中，在一定含水量條件下，土壤所表現(xiàn)的負(fù)壓力基本上是一定的，其負(fù)壓力隨土壤含水量的增加而減少，它們之間呈函數(shù)關(guān)系。通過土壤水分與負(fù)壓力的函數(shù)關(guān)系，可以從負(fù)壓力的變化求得土壤含水量。2） 負(fù)壓計(jì)的構(gòu)造負(fù)壓計(jì)主要由多孔陶土管、水銀壓力計(jì)（負(fù)壓力表）、蓄水管以及連接管道組成（見圖6.7）。陶土管是負(fù)壓計(jì)的關(guān)鍵部件，其規(guī)格及質(zhì)量至關(guān)重要。當(dāng)蓄水瓶或蓄水管-負(fù)壓表（水銀壓力計(jì)）-陶土管-連接管道的整個(gè)密閉系統(tǒng)中充滿水后，調(diào)節(jié)壓力表或水銀壓力計(jì)的指針為0.00，然后將陶土管插入所測(cè)定的土層中，土樣立即吸取陶土管中的水分（陶土管為多孔體，透水不透氣），儀器內(nèi)部即產(chǎn)生負(fù)壓力，當(dāng)儀器內(nèi)部負(fù)壓力與土樣負(fù)壓力平衡時(shí)，水分不再外流。如土壤濕度增加，土壤中水分經(jīng)陶土管流入儀器蓄水瓶或蓄水管,當(dāng)儀器內(nèi)壓與土壤中負(fù)壓力相等，水分再度停止運(yùn)動(dòng)。由于土壤濕度的變化，引起儀器中水分外流或內(nèi)流，通過連續(xù)的水銀計(jì)（或負(fù)壓表），可觀測(cè)負(fù)壓的變化，從而反映水分移動(dòng)情況及數(shù)量。3） 陶土管的選擇陶土管壁孔隙應(yīng)為0.9?1.3μm在飽和水分的條件下，使管壁受0.85atm（latm=101.325kPa）時(shí)，管壁應(yīng)有一定的透水能力，但不透氣。為了測(cè)驗(yàn)陶土管是否透氣，可將陶土管接上抽氣機(jī)，于水中抽水，使水單向流經(jīng)管壁約2h（此時(shí)管壁中孔隙應(yīng)已全部充滿水），隨后，再將陶土管接到打氣筒上，當(dāng)打氣筒達(dá)到0.85atm時(shí)，水中的陶土管仍無氣泡，表明該陶土管不透氣，是合格的。陶土管的透水速度應(yīng)大于0.1mm-atm-1e

陶土探頭的形狀種類有管柱型、喇叭筒型、環(huán)型等如圖6.8所示。選用陶土探頭時(shí)，可根據(jù)測(cè)土區(qū)位，自行選擇適宜型號(hào)，如測(cè)土壤橫斷面水分，可選用喇叭筒型（其安裝法見圖6.9），如測(cè)定土壤不同層深水分，可選用管柱型（其安裝法見圖6.10）。4）負(fù)壓計(jì)的安裝及測(cè)定步驟安裝負(fù)壓計(jì)時(shí)應(yīng)使蓄水瓶與水銀壓力計(jì)間沒有氣泡。為使蓄水瓶中不存在氣泡，應(yīng)以緩慢細(xì)流往蓄水瓶中注水，在水銀壓力計(jì)開口一側(cè)管口接上膠管，如有氣泡，則不斷擠壓膠管，此時(shí)水銀柱上下移動(dòng)，這樣就能將氣泡排掉。所用的水應(yīng)加熱煮沸、排除空氣、冷卻后立即加入蓄水瓶。田間觀測(cè)場(chǎng)地安裝負(fù)壓計(jì)，應(yīng)安裝牢固，并須有罩子或百葉箱保護(hù)，防止太陽(yáng)直射。安裝負(fù)壓計(jì)時(shí)，在觀測(cè)場(chǎng)地用土鉆鉆孔，將陶土管安置于預(yù)測(cè)土層中，并用原土埋好。在實(shí)地觀測(cè)前，先在室內(nèi)制作欲測(cè)土壤水分與相應(yīng)負(fù)壓力間的關(guān)系曲線。取欲測(cè)土樣，配制各種含水量（5%、10%、15%、20%、25%、30%等）的土樣，插入負(fù)壓計(jì)平衡后，測(cè)定負(fù)壓表讀數(shù)或水銀壓力表數(shù)值。每次測(cè)量后，再測(cè)土壤含水量（因陶土管中水分與土壤呈現(xiàn)新的平衡，在陶土管周圍15cm內(nèi)）；以不同的土壤含水量為縱坐標(biāo)，負(fù)壓計(jì)讀數(shù)或水銀壓力表的汞柱高（mm）為橫坐標(biāo)，畫出相關(guān)曲線圖（見圖6.11）。為了使曲線圖準(zhǔn)確，應(yīng)定期從陶土管四周（15cm內(nèi)）取土測(cè)定土壤含水量，校正曲線圖。由于土壤有后滯現(xiàn)象，土壤由濕變干及由干變濕過程中可測(cè)出兩條關(guān)系曲線（見圖6.11）。因此，在應(yīng)用負(fù)壓計(jì)測(cè)定含水量時(shí)，應(yīng)考慮土壤濕度是由干變濕，還是由濕變干，再?zèng)Q定采用何種曲線。溫度影響：溫度不僅能影響水的表面張力，而且還會(huì)影響儀器各部件的體積，所以，觀測(cè)壓力計(jì)時(shí)，最好選擇溫度變化小的早晨6?8點(diǎn)鐘進(jìn)行。應(yīng)用負(fù)壓計(jì)測(cè)定土壤含水量比較方便，可以定位觀測(cè)土壤水分動(dòng)態(tài)變化。目前，許多國(guó)家利用負(fù)壓計(jì)測(cè)定土壤含水量指導(dǎo)灌溉。負(fù)壓計(jì)測(cè)定土壤含水量適于濕度較高的土壤（吸力小于0.85atm），其誤差一般不超過2%。在干土（吸力大于0.85atm）中使用時(shí)誤差偏高。當(dāng)降雨、灌溉或排水之后，不能立即讀數(shù)，一般需經(jīng)過12h平衡后才能觀測(cè)，因?yàn)樘胀凉苡卸栊?。盡管負(fù)壓計(jì)是密閉的，但由于水分出入陶土管，水中常有空氣逸出，故蓄水瓶中隔一定時(shí)間就有