内蒙古砂壤土浅层掺粘对土壤蒸发影响的研究.pdf

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1、灌溉排水学报２０１４年８月第３３卷第４／５期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１４）０４／０５－０２７８－０５＊内蒙古砂壤土浅层掺粘对土壤蒸发影响的研究宋日权，于健，史吉刚，李玮，程满金，张瑞喜（内蒙古自治区水利科学研究院，呼和浩特０１００２０）摘要：通过室内模拟试验，研究了砂壤土浅层添加不同粘量对土壤蒸发速率、累积蒸发量、土壤剖面含水率的影响，并分析了土壤中粘粒质量分数对砂壤土水分蒸发过程的影响和机制。结果表明，土壤表层掺粘量越多，第一蒸

2、发阶段维持时间越久；蒸发第二阶段，０％、２％、５％、１０％、２０％掺粘处理下绝对日蒸发量均随着掺粘量的增加而增加。相对蒸发速率转折时间与绝对蒸发速率一致。第一蒸发阶段，掺粘量越大，相对蒸发速率越小；蒸发第二阶段，掺粘量越大，蒸发趋势越大。蒸发第一阶段，各掺粘处理绝对累积蒸发量差异不大；第二蒸发阶段，绝对累积蒸发量均随着掺粘量的增加而增加。不同掺粘处理下绝对累积蒸发量与蒸发时间呈对数函数关系。相对累积蒸发量随着掺粘量的增加而减小。不同掺粘处理下相对累积蒸发量与时间呈一元二次函数关系。蒸发结束后，掺粘处

3、理土壤剖面含水率均高于对照，剖面含水率随着掺粘量的增加而增加，且在砂壤土和掺粘层有一个转折点。关键词：砂壤土；掺粘量；土壤蒸发；土壤水分中图分类号：Ｓ１５２．７＋３文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１４．０４／０５．０６０宋日权，于健，史吉刚，等．内蒙古砂壤土浅层掺粘对土壤蒸发影响的研究［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１４，３３（４／５）：２７８－２８２．内蒙古自治区气候干旱，蒸发强烈，是我国水资源严重缺乏的地区之一。由于成土母质和长期受风蚀作用的影响，该地区土壤表层（０

4、～３０ｃｍ）呈砂性，砂粒比例一般高于５５％，粘粒低于２０％，土壤饱和导水率高、［１－４］入渗量大、耕作层水分储量少、有效水分低，蒸发第一阶段蒸发量大。土壤蒸发是影响土壤水分有效性的［５－７］主要途径之一。砂壤土的改良主要是通过添加作物秸秆、土壤有机肥以及其他改良材料，但砂粒较高的地区改良周期长、提高水分利用效率的幅度有限以及改良投资高等。为此，在北方干旱和半干旱地区砂壤土浅层掺粘土条件下进行室内模拟试验，为我国砂壤土工程改良提供理论依据和技术支持。１材料与方法１．１试验材料与设计供试砂壤土采自内蒙古

5、乌兰察布市察右中旗乌素图镇胡萝卜种植区表层０～３０ｃｍ，供试粘土采自该地区下层６０～１００ｃｍ。供试土样经风干、碾压、去除杂物、过２ｍｍ筛后备用。砂壤土和粘土按照预设处理，混合后土壤机械组成详见表１。１．２试验操作过程室内土壤水分入渗试验装置包括有机玻璃土柱、马氏瓶和铁架台３部分。土柱采用８ｍｍ厚有机玻璃材料制作，内径为１５ｃｍ，高为５０ｃｍ。土柱侧面５ｃｍ以下，每隔５ｃｍ开１对圆形取样口，垂直方向上呈９０°错开，其直径为１５ｍｍ，便于取样分析。利用马氏瓶供水，其截面积为１００ｃｍ２，高为５０ｃｍ，

6、供水水头控制在４ｃｍ。装土时先在有机玻璃土柱底部装５ｃｍ厚干净的２～５ｍｍ粒径砾石，以模拟当地自然条件下砾石存在情况，同时也入渗过程中提供气流顺畅的入渗环境，并在土柱底部设有排气阀门。为了防止上层土粒掉入［８－９］下层，在砾石上层铺薄层海绵。＊收稿日期：２０１４－０３－１７基金项目：水利部科技推广计划项目（ＴＧ１４０３）；国家自然科学基金项目（５１３７９０９６）；国家国际科技合作专项项目（２０１４ＤＦＡ７１０８０）；内蒙古新增四个千万亩节水灌溉工程科技支撑项目（２０１２１０３６）作者简介：宋日权（１

7、９８４－），男，内蒙古乌兰察布人。硕士，主要从事农田节水灌溉试验研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｏｎｇｒｉｑｕａｎ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ通讯作者：于健（１９５８－），男，正高级工程师，主要从事节水灌溉技术研究与示范推广工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉａｎｙｕ１９２００５＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ２７８表１供试土壤及混合土样的颗粒组成粒径粒级组成／％处理土壤质地（国际制）砂粒（０．０２～２ｍｍ）粉粒（０．００２～０．０２ｍｍ）粘粒（＜０．００２ｍｍ）土壤１砂壤土８１．０１１１．３０７．６９土壤２重粘土１１．２６２６．３７６２．

8、３７２％掺粘砂壤土７９．６２１１．６０８．７８５％掺粘砂壤土７７．５２１２．０５１０．４２１０％掺粘砂壤土７４．０４１２．８１１３．１６２０％掺粘壤土６７．０６１４．３１１８．６３１）入渗试验表２不同处理下灌水量将处理好的砂壤土和粘土按质量比０％、蓄水量／ｃｍ处理灌水量／ｃｍ０～２０ｃｍ土层２０～４０ｃｍ土层２％、５％、１０％、２０％充分混合，其中０％比例混０％掺粘６．７８３．３９３．３９合为对照，即不掺粘土。掺粘厚度为２０ｃｍ，将２％掺粘７．５６４．１７３．３９供试