土壤含水量测定方法-负压计法

#土壤含水量测定方法-负压计法1）测量原理在饱和土壤中，水分于土壤孔隙中形成不等的曲率毛管弯月面。由于土粒是浸润物质，其弯月面呈凹形，致使土壤产生了毛管水的附加负压力。各种土壤由于结构、质地、有机质含量以及孔性的差异，它所表现的负压力也随之不同。因此，尽管土壤含水量相等，但其所产生的负压力却不等。在同一土壤中，在一定含水量条件下，土壤所表现的负压力基本上是一定的，其负压力随土壤含水量的增加而减少，它们之间呈函数关系。通过土壤水分与负压力的函数关系，可以从负压力的变化求得土壤含水量。2） 负压计的构造负压计主要由多孔陶土管、水银压力计（负压力表）、蓄水管以及连接管道组成（见图6.7）。陶土管是负压计的关键部件，其规格及质量至关重要。当蓄水瓶或蓄水管-负压表（水银压力计）-陶土管-连接管道的整个密闭系统中充满水后，调节压力表或水银压力计的指针为0.00，然后将陶土管插入所测定的土层中，土样立即吸取陶土管中的水分（陶土管为多孔体，透水不透气），仪器内部即产生负压力，当仪器内部负压力与土样负压力平衡时，水分不再外流。如土壤湿度增加，土壤中水分经陶土管流入仪器蓄水瓶或蓄水管,当仪器内压与土壤中负压力相等，水分再度停止运动。由于土壤湿度的变化，引起仪器中水分外流或内流，通过连续的水银计（或负压表），可观测负压的变化，从而反映水分移动情况及数量。3） 陶土管的选择陶土管壁孔隙应为0.9〜1.3μm在饱和水分的条件下，使管壁受0.85atm（latm=101.325kPa）时，管壁应有一定的透水能力，但不透气。为了测验陶土管是否透气，可将陶土管接上抽气机，于水中抽水，使水单向流经管壁约2h（此时管壁中孔隙应已全部充满水），随后，再将陶土管接到打气筒上，当打气筒达到0.85atm时，水中的陶土管仍无气泡，表明该陶土管不透气，是合格的。陶土管的透水速度应大于0.1mm-atm-1e

陶土探头的形状种类有管柱型、喇叭筒型、环型等如图6.8所示。选用陶土探头时，可根据测土区位，自行选择适宜型号，如测土壤横断面水分，可选用喇叭筒型（其安装法见图6.9），如测定土壤不同层深水分，可选用管柱型（其安装法见图6.10）。4）负压计的安装及测定步骤安装负压计时应使蓄水瓶与水银压力计间没有气泡。为使蓄水瓶中不存在气泡，应以缓慢细流往蓄水瓶中注水，在水银压力计开口一侧管口接上胶管，如有气泡，则不断挤压胶管，此时水银柱上下移动，这样就能将气泡排掉。所用的水应加热煮沸、排除空气、冷却后立即加入蓄水瓶。田间观测场地安装负压计，应安装牢固，并须有罩子或百叶箱保护，防止太阳直射。安装负压计时，在观测场地用土钻钻孔，将陶土管安置于预测土层中，并用原土埋好。在实地观测前，先在室内制作欲测土壤水分与相应负压力间的关系曲线。取欲测土样，配制各种含水量（5%、10%、15%、20%、25%、30%等）的土样，插入负压计平衡后，测定负压表读数或水银压力表数值。每次测量后，再测土壤含水量（因陶土管中水分与土壤呈现新的平衡，在陶土管周围15cm内）；以不同的土壤含水量为纵坐标，负压计读数或水银压力表的汞柱高（mm）为横坐标，画出相关曲线图（见图6.11）。为了使曲线图准确，应定期从陶土管四周（15cm内）取土测定土壤含水量，校正曲线图。由于土壤有后滞现象，土壤由湿变干及由干变湿过程中可测出两条关系曲线（见图6.11）。因此，在应用负压计测定含水量时，应考虑土壤湿度是由干变湿，还是由湿变干，再决定采用何种曲线。温度影响：温度不仅能影响水的表面张力，而且还会影响仪器各部件的体积，所以，观测压力计时，最好选择温度变化小的早晨6〜8点钟进行。应用负压计测定土壤含水量比较方便，可以定位观测土壤水分动态变化。目前，许多国家利用负压计测定土壤含水量指导灌溉。负压计测定土壤含水量适于湿度较高的土壤（吸力小于0.85atm），其误差一般不超过2%。在干土（吸力大于0.85atm）中使用时误差偏高。当降雨、灌溉或排水之后，不能立即读数，一般需经过12h平衡后才能观测，因为陶土管有惰性。尽管负压计是密闭的，但由于水分出入陶土管，水中常有空气逸出，故蓄水瓶中隔一定时间就有