【摘要】：紫色土區(qū)土壤侵蝕嚴重,保土蓄水能力較差。土壤入滲是土壤侵蝕研究的重要組成部分,也是聯(lián)接降雨產流、土壤水分循環(huán)的關鍵環(huán)節(jié)。目前,采用不同方法測定紫色土區(qū)土壤入滲性能的研究較多,但點源入滲法在該區(qū)的應用尚未開始。本試驗以不同地類紫色土為研究對象,采用點源入滲法、雙環(huán)法和環(huán)刀法測定土壤入滲性能,通過試驗結果對比不同方法之間的差異性,以評價點源入滲法在紫色土區(qū)的適用性,并結合影響因素與土壤入滲性能間相關性,以期得到試驗區(qū)土壤水分入滲規(guī)律。這對紫色土區(qū)土壤入滲的研究具有重要意義。經(jīng)研究本文得到如下結果：(1)點源入滲法測得不同地類土壤入滲率的過程曲線具有較好的一致性,雙環(huán)法次之,環(huán)刀法較差。三種方法測得的入滲率初始值與穩(wěn)定值差距較大,其中點源入滲法為5-9倍,雙環(huán)法為1-10倍,環(huán)刀法為0.3～2倍。從開始到進入穩(wěn)定階段其耗時以點源入滲法最少,環(huán)刀法次之,雙環(huán)法最大。在重復試驗中,點源入滲法的初始值間相差較小,最大只有28%-58%,穩(wěn)定值基本無差異；環(huán)刀法次之,初始值間最大相差0.3-1倍,穩(wěn)定值最大相差0.7-1.4倍；雙環(huán)法初始值間最大相差8%-38%,穩(wěn)定值最大相差1-6倍。(2)三種方法測得的不同地類土壤入滲性能各項指標有一定差異。點源入滲法測得的初滲速率、前20min平均入滲速率和平均入滲率表現(xiàn)為林地坡耕地草地；而穩(wěn)滲速率為坡耕地林地草地；環(huán)刀法測得的初滲速率、前20 min平均入滲速率、穩(wěn)滲速率、平均入滲率和前90mmin累計入滲量均為林地草地坡耕地；而雙環(huán)法的則為林地坡耕地草地。達到穩(wěn)滲時間：點源入滲法和雙環(huán)法均為坡耕地林地草地；環(huán)刀法為草地林地坡耕地。(3)在重復試驗中,不同地類土壤入滲性能指標差異性也較大。點源入滲法中,初滲速率差異性為草地林地坡耕地,穩(wěn)滲速率差異性為坡耕地草地林地,平均入滲率差異性為林地草地坡耕地。環(huán)刀法中,初滲速率、穩(wěn)滲速率和前90min累計入滲量差異性均為林地坡耕地草地,平均入滲率差異性為林地草地坡耕地。雙環(huán)法中,初滲速率差異性為草地林地坡耕地,穩(wěn)滲速率差異性為林地坡耕地草地,平均入滲率和前90 min累計入滲量差異性為林地草地坡耕地。(4)不同方法在紫色土區(qū)測得的土壤入滲性能大小表現(xiàn)為：初滲速率為點源入滲法雙環(huán)法,前20 min平均入滲率則相反；穩(wěn)滲速率為雙環(huán)法環(huán)刀法點源入滲法；平均入滲速率為雙環(huán)法點源入滲法環(huán)刀法；穩(wěn)滲時間為雙環(huán)法環(huán)刀法點源入滲法；前90 min累計入滲量中雙環(huán)法比環(huán)刀法大1-6倍。三種地類土壤入滲性能指標(初滲速率、前20 min平均入滲率、穩(wěn)滲速率、平均入滲率和穩(wěn)滲時間)大小基本為：林地坡耕地草地。(5)不同方法測定土壤入滲率采用4種入滲模型的擬合效果差異較大。點源入滲法擬合效果表現(xiàn)為：Horton模型通用經(jīng)驗模型Kostiakov模型Philip模型；除坡耕地外,雙環(huán)法為通用經(jīng)驗模型Horton模型Kostiakov模型Philip模型；除坡耕地外,環(huán)刀法則為Horton模型通用經(jīng)驗模型Kostiakov模型Philip模型。(6)雙環(huán)法和環(huán)刀法測定不同地類土壤累積入滲量之間均呈現(xiàn)先迅速增大而后緩慢減小的趨勢,且減小量逐漸達到平衡狀態(tài)。此外,三種地類土壤累積入滲量過程變化曲線均呈分散狀態(tài),以林地的最為明顯,草地次之,坡耕地最好。不同方法測定土壤累積入滲量采用一元二次方程和一元一次方程擬合效果均較好,且前者擬合效果更好。三種地類采用一元二次方程的擬合效果表現(xiàn)為草地林地坡耕地；采用一元一次方程的擬合效果則為草地坡耕地林地。再者,雙環(huán)法和環(huán)刀法相比,以前者的擬合效果更佳。(7)土壤入滲性能各項指標與其理化性質相關性有所差別,但大體呈如下規(guī)律：初滲速率、累積入滲量均與土壤非毛管孔隙度、結構破壞率呈正相關,而與土壤容重、初始含水率、毛管孔隙度、0.25 mm團聚體含量、有機質含量以及干篩MWD值呈負相關。穩(wěn)滲速率與非毛管孔隙度、0.25mm團聚體含量、有機質含量和結構破壞率呈正相關,而與土壤容重、初始含水率、毛管孔隙度和干篩MWD值呈負相關。平均入滲率與非毛管孔隙度、有機質含量和結構破壞率呈正相關,而與土壤容重、初始含水率、毛管孔隙度、0.25mm團聚體含量和干篩MWD值呈負相關。(8)相較于雙環(huán)法,點源入滲法具有測定精確度高,省時省水,計算方便等優(yōu)點；相較于環(huán)刀法,點源入滲法能夠較準確測得各項入滲性能指標,客觀反映入滲過程規(guī)律。點源入滲法也有自身缺點,如造價較高,試驗時間受限等。但總體而言,點源入滲法在紫色土區(qū)測定土壤入滲過程中有較好的應用性,但也有一定的局限性。
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【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S155.25

【參考文獻】

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本文編號：2431477